Macizo de Fundacion. Compresor EXTERRAN

DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL MACIZO DE FUNDACION PARA COMPRESOR EXTERRANGASANDES. AMPLIACION CITY GATE II. SAN BERNARDO

1- OBJETO

El objeto de la presente memoria de calculo es el diseño y dimensionamiento del macizo o base de hormigon armado del Compresor EXTERRAN,

para la Estacion de Medicion y Regulacion City Gate II existente que TOTAL Gas y Electricidad CHILE S.A. (TGEC) como Administrador del

Proyecto para Gasoducto GasAndes Chile S.A. (GASANDES) amplia y construye en la comuna de San Bernardo, Republica de Chile.

2- GEOMETRIA

Agregar: Esquema

3- DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS

La fundación adoptada será del tipo fundación directa y estará constituida por un macizo o base de hormigón armado.

4- REGLAMENTOS Y NORMAS

Son de aplicación las siguientes normas y reglamentos

NCh 170 Norma Chilena de Hormigon.

NCh 204 Norma Chilena de Acero. Barras laminadas en caliente para H°A°

NCh 2369 Diseño Sismico de Estructuras e Instalaciones Industriales

ALEXANDER MAJOR Vibration Analysis and Design of Foundations for Machines and Turbines. Tomo I y II

D.D. BARKAN Dynamics of Bases and Foundations

O.A. SAVINOV Fundamentu pod Machtn. Leningrad, GILSA, 1955

VICTOR P. IVANOFF Calculo y Proyectos de Cimientos para Maquinas

S. TIMOSHENKO Problemas de vibraciones en Ingenieria

BETON - KALENDER Manual Teorico Practico del Hormigon. Tomo I y II

EDC-GACC2-001-ANEXO 1. Rev 0 Estudio de Suelos. Anexo 1. GASANDES. Ampliacion City Gate II. San Bernardo. Nov 2012

5- DOCUMENTACION DE REFERENCIA

Plano de EXTERRAN. Rev A US-122574-01-HE-02-200-Hoja 1 de 6






Plano de EXTERRAN. Rev 1 US-122574-01-HE-06-600-Hoja 1 de 1

Planilla de EXTERRAN. Rev 0 US-122574-01

Plano de AXH air-coolers. Rev 1 120500-CRT. Hoja 1 de 1

Plano de encofrado y armadura ¿¿ ??

6- MATERIALES

a) Hormigones

Hormigón Estructural: H-20 Resistencia especificada fc = 20 Mpa

Hormigón de limpieza: H-5 Resistencia especificada fc = 5 Mpa

b) Acero

Acero Calidad A630-420H Tension de fluencia Fymin = 420 Mpa

c) Suelos

La fundacion del compresor EXTERRAN se apoyara en el horizonte de grava (Horizonte III), por lo que esta base tendra

un enterramiento igual o mayor a 1,05 m respecto a la actual cota de patio del sector de la Planta City Gate II existente,

de acuerdo al Estudio de Suelos.

7- DETERMINACION DE LOS BARICENTROS

PLATEA DE FUNDACION PARA MOTOGENERADOR. YACIMIENTO MEDANITOS SUR.DETERMINACION DE LOS BARICENTROS.

POSICION DEL BARICENTRO GE DEL EQUIPO.

Las cargas indicadas corresponden a la Planilla US-122574-01. Rev 0.

Descripcion Cargas Coordenadas

Qi Eje y' (Eje A-A) Eje x' (Eje B'-B')

xi yi

kg m m

Compresor Frame ARIEL JGC/4 7,157.40 0.000 6.472

Cross Head Guide Supports 462.06 0.000 6.472

Unloaders 425.82 0.000 6.472

Throw # 1 1,313.70 -0.635 7.155

FVCP/VVCP # 1 99.21 -2.070 7.155

Throw # 2 1,313.70 0.635 6.933

FVCP/VVCP # 2 99.21 2.070 6.933

Throw # 3 1,313.70 -0.635 6.012

FVCP/VVCP # 3 99.21 -2.070 6.012

Throw # 4 1,313.70 0.635 5.790

FVCP/VVCP # 4 99.21 2.070 5.790

Compressor Hot Start 113.25 1.118 1.588

Compresor Heat Exchanger 86.07 -1.118 3.937

Compressor flywheel 747.45 0.000 0.000

Motor Hyundai 13,482.19 0.000 10.668

1st Stage Scrubber Add Trim 1,676.10 0.000 3.440

Discharge Coalescer skid 1,359.00 2.611 11.868

Concrete in coalescer skid 478.39 2.611 11.868

1st Stage Suction Vessel 864.77 -1.594 6.583

1st Stage Discharge Vessel 1,364.43 -1.594 7.620

1st Stage Suction Vessel 6104B 864.77 -1.594 6.361

1st Stage Discharge Vessel 6103B 1,364.43 -1.594 7.398

Scrubber dump line 90.60 0.152 2.899

Coalescer dump line 135.90 2.134 11.862

Day Tank 203.85 0.919 1.397

Recycle valve and isolation 131.37 0.965 3.200

Main Skid 13,418.31 0.247 7.295

Control Panel 158.55 0.711 0.254

Pipe Spools & Utility Piping 2,038.50 0.000 3.556

Pipe Supports 135.90 0.000 0.000

Crating 50 FOOT SKID 1,478.14 0.000 6.401

Coupling 430.35 0.000 7.772

Suction block valve 498.30 -0.919 0.457

Discharge Coalescer 3,488.10 2.527 11.865

Bypass valve 226.50 0.635 2.667

Bottle Straps 90.60 0.000 6.472

Suction PSV Isolation 135.90 -0.919 1.981

Discharge PSV and isolation 158.55 0.711 13.059

PSV for coalescer 135.90 2.527 13.470

Block valve 498.30 1.594 14.062

Blowdown valve 181.20 0.965 8.526

Wedge blocks 68.86 0.000 6.472

Discharge block valve 498.30 2.207 0.533

Discharge check valve 498.30 2.207 1.219

Piping off skid 2,060.24 0.635 10.668

Miscellaneous weight 1,359.00 0.000 6.401

Concrete under scrubber 460.70 0.000 3.440

Concrete under distance pieces 5,720.03 0.000 6.574

Concrete in skid under motor & compressor 5,349.93 0.000 8.103

Pedestal 4,696.70 0.011 6.456

Concrete in compressor pedestal 1,470.44 0.000 6.553

AEH air Coolers 5,087.19 -0.455 16.565

87002.28

En consecuencia:

X GE = 0.147 m

Y GE = 8.127 m

PESO PROPIO DE LA BASE.CRITERIO.El espesor del macizo de fundacion que adoptaremos estará de acuerdo con el Estudio de Suelos.

Ademas el macizo de fundacion para el compresor EXTERRAN contendra a la estructura del Air Coolers AXH.

Parte A del macizo (incluye 38 mm de Grout):

Lz = 1.39 m

Lx = 16.30 m

Ly = 5.40 m

Volumen Parte A = 122.17 m3

Parte B del macizo (incluye 38 mm de Grout):

Lz = 1.39 m

Lx = 6.00 m

Ly = 1.00 m

Volumen Parte B = 8.33 m3

Parte C del macizo (incluye 38 mm de Grout):

Lz = 1.39 m

Lx = 3.50 m

Ly = 4.20 m

Volumen Parte C = 20.40 m3

Vol total (A+B+C) = 150.90 m3

2,200 kg/m3

2.20 t/m3

Luego:

g hormigón =

g hormigón =

G Base = 331,987.39 kg = 331.99 t

En consecuencia:

Gb = 331,987.39 kg

G màq = 87,002.28 kg

Gtotal = Gb+G maq = 418,989.67 kg = 418.99 t

La superficie de apoyo Ab de la fundacion es:

Ab = 108.72 m2

Presion estatica sobre el suelo:

3.85 < 30.00

Cumple con la presion admisible estatica del Estudio de Suelos.

Ademas la relacion de pesos entre la Base y la Maquina es:

Relacion = Gb / G maq = 3.82

Este valor también cumple con principios consagrados por la practica y a recomendaciones de

especialistas en fundaciones de maquinas (Relacion ~ 3) .

Por tratarse de maquinas muy balanceadas y de frecuencias operativas muy elevadas,

aceptamos esta relacion de pesos, y ademas verificamos el cumplimiento de los requerimientos

adicionales por normativas.

POSICION DEL BARICENTRO GB DE LA BASE.

Descripcion Cargas Coordenadas

Qi Eje y' (Eje A-A) Eje x' (Eje B'-B')

xi yi

kg m m

Parte A del macizo 268,777.87 0.15 7.8

Parte B del macizo 18,321.60 3.35 12.95

Parte C del macizo 44,887.92 -0.45 17.7

331,987.39

En consecuencia:

σ est = t/m2 t/m2

X GE = 0.245

Y GE = 9.423

8- DETERMINACION DE LOS VALORES DE INERCIA

CENTRO DE GRAVEDAD DEL CONJUNTO BASE MAS EQUIPO.

Descripción Elemento Medidas de los elementos

Nº ax ay

m m

Compresor Frame ARIEL JGC/4 1

Cross Head Guide Supports 2

Unloaders 3

Throw # 1 4

FVCP/VVCP # 1 5

Throw # 2 6

FVCP/VVCP # 2 7

Throw # 3 8

FVCP/VVCP # 3 9

Throw # 4 10

FVCP/VVCP # 4 11

Compressor Hot Start 12

Compresor Heat Exchanger 13

Compressor flywheel 14

Motor Hyundai 15

1st Stage Scrubber Add Trim 16

Discharge Coalescer skid 17

Concrete in coalescer skid 18

1st Stage Suction Vessel 19

1st Stage Discharge Vessel 20

1st Stage Suction Vessel 6104B 21

1st Stage Discharge Vessel 6103B 22

Scrubber dump line 23

Coalescer dump line 24

Day Tank 25

Recycle valve and isolation 26

Main Skid 27

Control Panel 28

Pipe Spools & Utility Piping 29

Pipe Supports 30

Crating 50 FOOT SKID 31

Coupling 32

Suction block valve 33

Discharge Coalescer 34

Bypass valve 35

Bottle Straps 36

Suction PSV Isolation 37

Discharge PSV and isolation 38

PSV for coalescer 39

Block valve 40

Blowdown valve 41

Wedge blocks 42

Discharge block valve 43

Discharge check valve 44

Piping off skid 45

Miscellaneous weight 46

Concrete under scrubber 47

Concrete under distance pieces 48

Concrete in skid under motor & compressor 49

Pedestal 50

Concrete in compressor pedestal 51

AEH air Coolers 52

Parte A del macizo 53 16.30 5.40

Parte B del macizo 54 6.00 1.00

Parte C del macizo 55 3.50 4.20

Sumatorias

Coordenadas del C.G. respecto al plano de Fundacion Momentos Estáticos

xi yi zi Qi . Xim m m tm

-0.245 -2.95 3.121 -1.757

-0.245 -2.95 2.761 -0.113

-0.245 -2.95 3.121 -0.105

-0.880 -2.27 3.121 -1.157

-2.315 -2.27 3.121 -0.230

0.390 -2.49 3.121 0.512

1.825 -2.49 3.121 0.181

-0.880 -3.41 3.121 -1.157

-2.315 -3.41 3.121 -0.230

0.390 -3.63 3.121 0.512

1.825 -3.63 3.121 0.181

0.873 -7.83 2.609 0.099

-1.363 -5.49 2.456 -0.117

-0.245 -9.42 1.999 -0.183

-0.245 1.25 3.121 -3.310

-0.245 -5.98 3.269 -0.411

2.366 2.45 1.468 3.215

2.366 2.45 1.468 1.132

-1.839 -2.84 3.944 -1.591

-1.839 -1.80 2.274 -2.510

-1.839 -3.06 3.944 -1.591

-1.839 -2.02 2.274 -2.510

-0.093 -6.52 2.101 -0.008

1.889 2.44 1.844 0.257

0.674 -8.03 4.030 0.137

0.720 -6.22 2.259 0.095

0.002 -2.13 1.588 0.020

0.466 -9.17 2.818 0.074

-0.245 -5.87 2.259 -0.500

-0.245 -9.42 1.999 -0.033

-0.245 -3.02 3.980 -0.363

-0.245 -1.65 3.121 -0.106

-1.164 -8.97 2.312 -0.580

2.282 2.44 3.752 7.958

0.390 -6.76 2.259 0.088

-0.245 -2.95 2.274 -0.022

-1.164 -7.44 2.736 -0.158

0.466 3.64 2.431 0.074

2.282 4.05 2.431 0.310

1.349 4.64 1.701 0.672

0.720 -0.90 2.259 0.130

-0.245 -2.95 2.274 -0.017

1.962 -8.89 1.704 0.977

1.962 -8.20 1.704 0.977

0.390 1.25 1.745 0.803

-0.245 -3.02 2.507 -0.334

-0.245 -5.98 1.703 -0.113

-0.245 -2.85 1.703 -1.404

-0.245 -1.32 1.703 -1.313

-0.234 -2.97 2.451 -1.101

-0.245 -2.87 2.225 -0.361

-0.700 7.14 3.364 -3.563

-0.095 -1.62 0.694 -25.661

3.105 3.53 0.694 56.880

-0.695 8.28 0.694 -31.218

-8.545

Excentricidades entre el centro de gravedad del conjunto Base mas Equipo con respecto al plano de Fundacion.

-0.020 m

-0.269 m

1.077 m

CRITERIO:

xd = S Qi . xi / S Qi =

yd = S Qi . yi / S Qi =

ho = S Qi . zi / S Qi =

La excentridad horizontal en cualquier direcciòn, entre el centro de gravedad del sistema maquina màs

fundaciòn y el centro de gravedad del area de contacto con la base, no superarà el 5 % de la

dimensiòn correspondiente a la base.

Lx = 19.80 m

Ly = 6.40 m

Desviaciòn adm según x = 0.990 m

Desviaciòn adm segùn y = 0.320 m

Desviaciòn xd = -0.020 m < 0.990

Desviaciòn yd = -0.269 m < 0.320

CALCULO AUXILIARES.

Descripción 1 2 3

Elemento mi ax^2

Nº t . Seg2 / m m2

Compresor Frame ARIEL JGC/4 1 0.730

Cross Head Guide Supports 2 0.047

Unloaders 3 0.043

Throw # 1 4 0.134

FVCP/VVCP # 1 5 0.010

Throw # 2 6 0.134

FVCP/VVCP # 2 7 0.010

Throw # 3 8 0.134

FVCP/VVCP # 3 9 0.010

Throw # 4 10 0.134

FVCP/VVCP # 4 11 0.010

Compressor Hot Start 12 0.012

Compresor Heat Exchanger 13 0.009

Compressor flywheel 14 0.076

Motor Hyundai 15 1.374

1st Stage Scrubber Add Trim 16 0.171

Discharge Coalescer skid 17 0.139

Concrete in coalescer skid 18 0.049

1st Stage Suction Vessel 19 0.088

1st Stage Discharge Vessel 20 0.139

1st Stage Suction Vessel 6104B 21 0.088

1st Stage Discharge Vessel 6103B 22 0.139

Scrubber dump line 23 0.009

Coalescer dump line 24 0.014

Day Tank 25 0.021

Recycle valve and isolation 26 0.013

Main Skid 27 1.368

Control Panel 28 0.016

Pipe Spools & Utility Piping 29 0.208

Pipe Supports 30 0.014

Crating 50 FOOT SKID 31 0.151

Coupling 32 0.044

Suction block valve 33 0.051

Discharge Coalescer 34 0.356

Bypass valve 35 0.023

Bottle Straps 36 0.009

Suction PSV Isolation 37 0.014

Discharge PSV and isolation 38 0.016

PSV for coalescer 39 0.014

Block valve 40 0.051

Blowdown valve 41 0.018

Wedge blocks 42 0.007

Discharge block valve 43 0.051

Discharge check valve 44 0.051

Piping off skid 45 0.210

Miscellaneous weight 46 0.139

Concrete under scrubber 47 0.047

Concrete under distance pieces 48 0.583

Concrete in skid under motor & compressor 49 0.545

Pedestal 50 0.479

Concrete in compressor pedestal 51 0.150

AEH air Coolers 52 0.519

Parte A del macizo 53 27.398 265.69

Parte B del macizo 54 1.868 36.00

Parte C del macizo 55 4.576 12.25

Sumatorias 42.710

7 8 9ay^2+az^2 mi/12.(ax^2+az^2) mi/12.(ay^2+az^2)

m2 t . Seg2 . m t . Seg2 . m

31.087 611.02 70.977

2.927 5.90 0.455

19.567 5.41 7.461

622.33 78.893

14 15 16yi^2+zi^2 mi.(xi^2+zi^2) mi.(yi^2+zi^2)

m2 t . Seg2 . m t . Seg2 . m

18.448 7.151 13.460

16.330 0.362 0.769

18.448 0.425 0.801

14.884 1.408 1.993

14.884 0.153 0.151

15.940 1.325 2.135

15.940 0.132 0.161

21.374 1.408 2.862

21.374 0.153 0.216

22.938 1.325 3.072

22.938 0.132 0.232

68.191 0.087 0.787

36.126 0.069 0.317

92.785 0.309 7.070

11.291 13.470 15.518

46.480 1.836 7.941

8.134 1.074 1.127

8.134 0.378 0.397

23.620 1.669 2.082

8.421 1.190 1.171

24.930 1.669 2.198

9.271 1.190 1.289

46.974 0.041 0.434

9.350 0.097 0.130

80.654 0.347 1.676

43.826 0.075 0.587

7.049 3.449 9.642

92.008 0.132 1.487

39.522 1.073 8.213

92.785 0.056 1.285

24.972 2.396 3.763

12.466 0.430 0.547

85.731 0.340 4.355

20.042 6.856 7.126

50.744 0.121 1.172

13.878 0.048 0.128

62.866 0.122 0.871

19.132 0.099 0.309

22.290 0.154 0.309

24.416 0.239 1.240

5.907 0.104 0.109

13.878 0.037 0.097

81.932 0.343 4.162

70.206 0.343 3.566

4.596 0.671 0.965

15.416 0.879 2.136

38.694 0.139 1.817

11.016 1.726 6.423

4.642 1.615 2.532

14.809 2.902 7.090

13.186 0.751 1.977

62.328 6.123 32.321

3.115 13.446 85.348

12.923 18.900 24.135

68.994 4.417 315.697

105.39 597.396

que pasan por el baricentro de la supercie de apoyo :

676.289 t.seg2.m

727.718 t.seg2.m

de masas Gt del conjunto (Base mas Equipo):

626.722 t.seg2.m

678.150 t.seg2.m

Relación de los momentos de inercia de las masas:

0.93

0.93

9- CALCULO DE LOS FACTORES DE RIGIDEZ

FUNDACION DIRECTA

Lx = 16.30 m 1,630 cm

Dimensiones de la Platea : Ly = 5.40 m 540 cm

Lz = 1.39 m 139 cm

Para el Cálculo se utilizan las expresiones del Profesor O. A. Savinov en su libro "Fundamentu pod Machtn", Leningrad, GILSA, 1955.

Utilizamos las expresiones de O.A. Savinov por ser mas conservativas que las indicadas en el Estudio de Suelos.

Cz =

Calculo de los momentos de inercia de las masas qsx, qsy, respecto a los ejes coordenados x e y,

qsx =

qsy =

Calculo de los momentos de inercia de las masas qx, qy, respecto al eje paralelo que pasa por el centro

q x = q s x - m . ho

q y = q s y - m . ho

g x = q x / q s x

g x = q x / q s x

Co [ 1 + 2.(a+b) / Δ1 .F ] . (p/po)^0,50

Cx =

Donde:

a = dimension mayor de la superficie de apoyo =

b = dimension menor de la superficie de apoyo =

F = a x b= superficie de apoyo del cimiento =

p = presión especifica estática =

po = presión especifica de ensayo según Co y Do =

Co est = 2.10

Factor dinamico = 2.50

Co = 5.25

Do = 0,75 x Co = 3.94

Δ1 = 1.00

Cψ = Según Dr. D. Barkan

Por lo tanto obtenemos:

Cz = 10.68

12.15

Cx = 8.01

El Dr. D. Barkan, conforme a sus propias experiencias, propone calcular Cψ de este modo:

Cψ = 1,50 x Cx = 12.01

Ahora determinamos los momentos de inercia baricentricos de la superficie de apoyo del cimiento.

Ver: Calculo de las caracteristicas geometricas del plano de apoyo, en el parrafo 14 de la presente memoria de calculo.

F = 108.72 Area de la superficie de apoyo

I'x = 301.74 Momento de inercia respecto al eje x

pasante por el baricentro de la superficie de la base

I'y = 3,295.42 Momento de inercia respecto al eje y


I'z = I'x + I'y 3,597.15 Momento de inercia polar respecto al eje z


A. FACTOR DE RIGIDEZ VERTICAL

CZ = Cz . F t/m

CZ = 1,160,941.1 t/m

CZ adoptado = 1,160,941.1 t/m

Cj = Co [ 1 + 2.(a+3b) / Δ1 .F ] . (p/po)^0,50

Do [ 1 + 2.(a+b) / Δ1 .F ] . (p/po)^0,50

kg/cm3

kg/cm3

kg/cm3

m-1

kg/cm3

Cj = kg/cm3

kg/cm3

kg/cm3

m2

m4

m4

m4

B. FACTOR DE RIGIDEZ HORIZONTAL.

C X = Cx . F t/m

CX = 870,705.8 t/m

CX adoptado = 870,705.8 t/m

C. FACTOR DE RIGIDEZ A LA ROTACION EN EL PLANO VERTICAL.

40,041,044.9 tm

40,041,044.9 t/m

262,725,534,419.2 tm

262,725,534,419.2 t/m

D. FACTOR DE RIGIDEZ A LA ROTACION EN EL PLANO HORIZONTAL.

43,212,785.4 tm

43,212,785.4 t/m

10- FRECUENCIAS PROPIAS DE LA FUNDACION PARA MOTOCOMPRESOR.

A. CRITERIO.Las frecuencias naturales de la fundacion, en cualquiera de los modos en que sean excitados,

deberan estar fuera del rango entre 0,70 y 1,30 veces la frecuencia de excitaciòn de la maquina

con las frecuencias propias o naturales del conjunto màs proximas.

Las frecuencias propias del conjunto deberàn estar afuera de la banda que se determina variando la

velocidad de operaciòn de la maquina en un 30 %.

Esta maquina es un Motocompresor con motor electrico.

Tiene un variador de velocidad de velocidad que permite trabajar en funcionamiento entre

600 r.p.m. y 1000 r.p.m.

Verificamos para ambas condiciones.

C j y = Cj . I'y

Cjy=

Cjy adoptado =

C jx = Cx . I'x

Cjx=

Cjx adoptado=

C y = Cy . I'z

C y =

C y adoptado=

B.1. PRIMERA VERIFICACION. COMPARACION DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS CON LA FRECUENCIA OPERATIVA.

V de operaciòn = 600 r.p.m.

Limite superior = 780 r.p.m.

Limite inferior = 420 r.p.m.

C. CALCULO DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS.

C1. FRECUENCIA PROPIA EN DIRECCION VERTICAL.

siendo:

donde:

C z = 1,160,941.1 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

En consecuencia:

164.869 1/seg

N z = 1,570 r.p.m. >

C2. FRECUENCIA PROPIA EN DIRECCION HORIZONTAL.

siendo:

donde:

C x = 870,705.8 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

En consecuencia:

N z = l z / (2 . PI /60) = l z / 0,105

l z = (C z / m)^0,50

l z =

N h = l h / (2 . PI /60) = l h / 0,105

l h = (C x / m)^0,50

142.78 1/seg

N h = 1,360 r.p.m. >

C3. FRECUENCIA PROPIA DE TORSION EN EL PLANO HORIZONTAL.

siendo:

donde:

43,212,785.4 t/m

374.461 t.seg2.m

En consecuencia:

339.71 1/seg

3,235 r.p.m. >>>

C4. FRECUENCIA PROPIA DE ROTACION EN EL PLANO YZ.(Alrededor del eje x)

Siendo:

donde:

262725534419 tm

676.289 t.seg2.m

Cx = 870,705.8 t/m

l h =

N y = l y / 0,105

l y = (C y / q z)^0,50

C y =

q z =

l y =

N y =

Se obtiene resolviendo la siguiente ecuacion de segundo grado en l^2

l^4 - ((l^2j + l^2x)/gx).l^2 + l^2j.l^2x/gx = 0

l ^2j = Cjx / qsx

l^2x = Cx / m

gx = qx/qsx

Cjx =

qsx =

m = 42.710 t.seg2/m

626.722 t.seg2/m

676.289 t.seg2/m

luego:

388480882.105

20,386.24

0.93

a = 1.00 Coeficiente del termino de segundo grado

b = -419,227,881.29 Coeficiente del termino de primer grado

c = 8,546,031,893,759.13 Coeficiente independiente

Las raices serán:

20386.16 1/seg2

419,207,495.13 1/seg2

142.78 1/seg

20474.56 1/seg

N1x = 1,360 r.p.m. > 780

N2x = 194,996 r.p.m. >>> 780

C5. FRECUENCIA PROPIA DE ROTACION EN EL PLANO XZ.(Alrededor del eje y)

Siendo:

qx =

qsx =

l ^2j = Cjx / qsx

l^2x = Cx / m

gx = qx/qsx

Reemplazando en la ecuacion de segundo grado en l^2:

l^21x =

l^22x =

l 1x =

l 2x =


l^4 - ((l^2j + l^2x)/gy).l^2 + l^2j.l^2x/gy = 0

l ^2j = Cjy / qsy

donde:

40,041,044.9 tm

727.72 t.seg2.m

Cx = 870,705.8 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

678.150 t.seg2.m

727.72 t.seg2.m

luego:

55022.764

20386.240

0.93

a = 1.00

b = -80920.82

c = 1203695389.57

Las raices serán:

19643.37 1/seg2

61,277.45 1/seg2

140.15 1/seg

247.54 1/seg

N1y = 1,335 r.p.m. > 780

N2y = 2,358 r.p.m. > 780

l^2x = Cx / m

gy = qy/qsy

Cjy =

qsy =

qy =

qsy =

l ^2j = Cjy / qsy

l^2x = Cx / m

gy = qy/qsy


l^21y =

l^22y =

l 1y =

l 2y =

B.2. SEGUNDA VERIFICACION. COMPARACION DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS CON LA FRECUENCIA OPERATIVA.

V de operaciòn = 1,000 r.p.m.

Limite superior = 1,300 r.p.m.

Limite inferior = 700 r.p.m.

C. CALCULO DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS.

C1. FRECUENCIA PROPIA EN DIRECCION VERTICAL.

siendo:

donde:

C z = 1,160,941.1 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

En consecuencia:

164.87 1/seg

N z = 1,570 r.p.m. >

C2. FRECUENCIA PROPIA EN DIRECCION HORIZONTAL.

siendo:

donde:

C x = 870,705.8 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

N z = l z / (2 . PI /60) = l z / 0,105

l z = (C z / m)^0,50

l z =

N h = l h / (2 . PI /60) = l h / 0,105

l h = (C x / m)^0,50

En consecuencia:

142.78 1/seg

N h = 1,360 r.p.m. >

C3. FRECUENCIA PROPIA DE TORSION EN EL PLANO HORIZONTAL.

siendo:

donde:

43,212,777.0 t/m

374.461 t.seg2.m

En consecuencia:

339.71 1/seg

3,235 r.p.m. >>>

C4. FRECUENCIA PROPIA DE ROTACION EN EL PLANO YZ.

(Alrededor del eje x)


Siendo:

donde:

262725035061 tm

676.289 t.seg2.m

l h =

N y = l y / 0,105

l y = (C y / q z)^0,50

C y =

q z =

l y =

N y =

l^4 - ((l^2j + l^2x)/gx).l^2 + l^2j.l^2x/gx = 0

l ^2j = Cjx / qsx

l^2x = Cx / m

gx = qx/qsx

Cjx =

qsx =

Cx = 870,705.8 t/m

m = 42.710 t.seg2/m

626.722 t.seg2/m

676.289 t.seg2/m

luego:

388,480,143.73

20,386.24

0.93


a = 1.00 Coeficiente del termino de segundo grado

b = -419,227,084.51 Coeficiente del termino de primer grado

c = 8,546,015,650,445.82 Coeficiente independiente

Las raices serán:

20,386.16 1/seg2

419,206,698.35 1/seg2

142.78 1/seg

20,474.54 1/seg

N1x = 1,360 r.p.m. > 1,300

N2x = 194,996 r.p.m. >>> 1,300

C5. FRECUENCIA PROPIA DE ROTACION EN EL PLANO XZ.

(Alrededor del eje y)


Siendo:

qx =

qsx =

l ^2j = Cjx / qsx

l^2x = Cx / m

gx = qx/qsx

l^21x =

l^22x =

l 1x =

l 2x =

l^4 - ((l^2j + l^2x)/gy).l^2 + l^2j.l^2x/gy = 0

donde:

40,041,043.47 tm

727.72 t.seg2.m

Cx = 870,705.83 t/m

m = 42.71 t.seg2/m

678.15 t.seg2.m

727.72 t.seg2.m

luego:

55,022.76

20,386.24

0.93


a = 1.00

b = -80,920.81

c = 1,203,695,345.66

Las raices serán:

19,643.366 1/seg2

61,277.449 1/seg2

140.155 1/seg

247.543 1/seg

N1y = 1,335 r.p.m. > 1,300

l ^2j = Cjy / qsy

l^2x = Cx / m

gy = qy/qsy

Cjy =

qsy =

qy =

qsy =

l ^2j = Cjy / qsy

l^2x = Cx / m

gy = qy/qsy

l^21y =

l^22y =

l 1y =

l 2y =

N2y = 2,358 r.p.m. > 1,300

11- DATOS DINAMICOS DEL EQUIPO

De acuerdo a la informacion de EXTERRAN, plano N° US-122574-01-HE-06-600-Rev 1:Fuerzas de inercia desequilibradas sobre la fundacion, referidas al centro de eje Z-Z del cigüeñal.Los ejes cartesianos estan indicados en el plano N° US-122574-01-HE-06-600-Rev 1.Máxima fuerza primaria horizontal 148.00Máxima fuerza secundaria horizontal 40.00Máxima fuerza primaria verticales 0.00Máxima fuerza secundaria verticales 0.00Máximo momento primaria horizontal (alrededor del eje YY) 1,494.68Máximo momento secundaria horizontal (alrededor del eje YY) 0.00Máximo momento primaria vertical (sobre el eje X-X) 3,717.40Máximo momento secundaria vertical (alrededor del eje XX) 0.00

Referidas a los ejes X, Y, y Z que pasan por el centro de eje del cigüeñal, resulta:

Primarias

K x = 0.000 t

K y = -0.148 t

K z = 0.000 t

M x = 0.000 tm

M y = -3.717 tm

M z = 1.495 tm

Secundarias

K x = 0.000 t

K y = -0.040 t

K z = 0.000 t

M x = 0.000 tm

M y = 0.000 tm

M z = 0.000 tm

FUERZAS COMPRESOR

DINAMICAS EXTERRAN

Primaria Unidad

Fuerza horizontal en t

según x = 0.000 t


según y = -0.148 t


según z = 0.000 t

Cupla vertical en tm

alrededor del eje x = 0.000 tm

Cupla vertical en tm

alrededor del eje y = -3.717 tm

Cupla horizontal en tm

alrededor del eje z = 1.495 tm

Al referirlo al centro de gravedad GT del conjunto Base mas Equipo, resulta:

Distancia del eje del

equipo al plano de

apoyo z = 3.121 m

ho = 1.077 m

z - ho = 2.044 m

x = 2.951 m

y = 0.245 m

En consecuencia, para cargas dinámicas primarias y secundarias, tenemo

Fuerza excitatriz actuante en el c.g. GT del

conjunto Kx = 0.000 t

Ky = -0.148 t

Kz = 0.000 t

Momento excitatriz respecto al ejex pasante

por el c.g. GT del

conjunto Mx= 0.302 tm

My = -3.717 tm

Mz= 1.931 tm

Verificamos con:

K x =

K y =

K z =

M x =

M y =

M z =

Velocidad de operaciòn de la maquina en r.p.m. =

12- CALCULO DE AMPLITUDES.

A. AMPLITUD VERTICAL PRODUCIDA POR LA FUERZA VERTICAL Kz.

donde:

Kz = 0.000 t

G = 419.0 t Peso del equipo mas base

g = 9.810 m/seg2

164.87 1/seg

n = 1,000 r.p.m. La velocidad del equipo

104.72 1/seg

En consecuencia:

Az = 0.00 m

B. AMPLITUD HORIZONTAL SEGÚN LA DIRECCION X.

donde:

Az = Kz.g / {G.[lz2-(w2)]}

l z =

w =

Ax = ((Cjy - G.s + Cx.s2 - qy.w2).Kx + Cx.s.My) / (qy.D'(w2))

C j y adoptado =


s = 1.077 m Distancia del centro de gravedad GT del conjunto

base mas equipo.

Cx = 870,705.83 t/m

678.150 t.seg2.m


104.72 1/seg

Kx = 0.000 t

My = -3.717 tm

m = 42.710 t . seg2 / m

140.15 1/seg

247.54 1/seg

18,645,572,916.0

En consecuencia:

Ax = -2.75765856859497E-07 m

C. AMPLITUD HORIZONTAL SEGÚN LA DIRECCION Y.

donde:

262,725,534,419.2 tm



base mas equipo.

Cx = 870,705.83 t/m

626.722 t.seg2.m

qy =

w =

D'(w2) = m . (l2 1y - w2) . (l2 2y - w2)

l 1y =

l 2y =

D'(w2) =

Ay = ((Cjx - G.s + Cx.s2 - qx.w2).Ky + Cx.s.Mx) / (qx.D''(w2))

C j x adoptado =

qx =


104.72 1/seg

Ky = -0.148 t

Mx = 0.302 tm

m = 42.710 t . seg2 / m

142.78 1/seg

20,474.56 1/seg

168655258937356

En consecuencia:

Ay = -3.67854722414607E-07 m

D. AMPLITUD ROTATIVA ALREDEDOR DEL EJE Y.(Plano XZ)

donde:

Cx = 870,705.8 t/m


base mas equipo.

Kx = 0.000 t

m = 42.710 t.seg2/m


104.72 1/seg

My = -3.717 tm

678.150 t.seg2.m

w =

D''(w2) = m . (l2 1x - w2) . (l2 2x - w2)

l 1x =

l 2x =

D''(w2) =

Ajy = (Cx . S . Kx + (Cx - m . w2) . My) / (qy . D' (w2)

w =

qy =

D'(w2) = m . (l2 1x - w2) . (l2 2x - w2)

140.155 1/seg

247.54 1/seg

1.86E+10

En consecuencia:

-1.18E-07 rad

E. AMPLITUD ROTATIVA ALREDEDOR DEL EJE X.(Plano YZ)

donde:

Cx = 870,705.8 t/m


base mas equipo.

Ky = -0.148 t

m = 42.710 t.seg2/m


104.72 1/seg

Mx = 0.302 tm

626.722 t.seg2.m

142.78 1/seg

20474.56 1/seg

1.69E+14

En consecuencia:

-1.6207E-13 rad

F. AMPLITUD ROTATIVA ALREDEDOR DEL EJE Z.(Plano XY)

l 1y =

l 2y =

D'(w2) =

Ajy =

AjX = (Cx . S . Ky + (Cx - m . w2) . Mx) / (qx . D'' (w2)

w =

qx =

D''(w2) = m . (l2 1x - w2) . (l2 2x - w2)

l 1x =

l 2x =

D''(w2) =

AjX =

Ay = Mz / (qz.(N^2y-w^2)

donde:

Mz = 1.931 tm

374.461 t.seg2.m

338.799 1/seg

104.720 1/seg

En consecuencia:

4.96817613178098E-08 rad

G. COORDENADAS DEL PUNTO K.

Estan referidas al centro de gravedad GT del conjunto base más equipo, y corresponde al punto

mas alejado en la superficie superior del cimiento.

Asi:

xK = 9.773 m

yK = 2.795 m

zK = 0.311 m

H. AMPLITUD VERTICAL EN EL PUNTO K DEBIDO A GIRO SOBRE EL EJE Y.

Akzy = 1.16E-06 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

I. AMPLITUD VERTICAL EN EL PUNTO K DEBIDO A GIRO SOBRE EL EJE X.

Akzx = 4.5298E-13 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

J. AMPLITUD VERTICAL TOTAL EN EL PUNTO K.

Ak z = Akzy + Akzx - |Az|

qz =

N y =

w =

Ay =

Akzy = |Az| + |Ajy|. xK

Akzx = |Az| + |Ajx|. yK

Ak z = 1.16E-06 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

K. AMPLITUD SEGÚN EJE X EN EL PUNTO K.

Akx = 4.51E-07 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

M. AMPLITUD SEGÚN EJE Y EN EL PUNTO K.

Aky = 8.53E-07 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

N. AMPLITUD HORIZONTAL TOTAL EN EL PUNTO K.

Akh = (A2kx + A2ky)^0,50

Akh = 9.6541E-07 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

O. AMPLITUD ALREDEDOR DEL EJE Z EN EL PUNTO K.

5.0501E-07 m < A adm = 0,20 mm

USSR SPECIFICATIONS

Alexander Major

13- ACCION SISMICA SOBRE EL GRUPO.

Utilizamos la Norma Nch 2369. Diseño sismico de Estructuras e Instalaciones Industriales.

De ella obtenemos:

Tabla 5.1. Zonificacion sismica por comunas para las Regiones Cuarta a Novena.Region Metropolitana.Comuna San Bernardo.Zona 2

Akx = |Ax| + |Ajy| . zK + |Ay| . yK

Aky = |Ay| + |Ajx| . zK + |Ay| . xK

Aky =Ay . (xk2 + yk2)^0,50

Aky =

Tabla 5.2. Valor de la aceleracion efectiva maxima Ao.Zona sismica 2.Aceleracion efectiva maxima del suelo Ao.Ao = 0,30 x g

Tabla 5.3. Definicion de los tipos de suelos de fundacion.Tipo de suelo II.

De acuerdo al item 7.2.4. la aceleracion en el nivel k de la estructura se debe determinar de:ak = Ao / g * (1 + 3*Zk/H)en que:Ao = Aceleracion efectiva maxima.Zk = Altura del nivel k sobre el nivel basal.H = Altura total de la estructura sobre el nivel basal.

Estas estructuras, extremadamente rígidas (y de altura muy baja), siguen bastante fielmente los movimientos del terreno, y por ende experimentan aceleraciones del valor de la máxima aceleración del suelo.Para este caso el coeficiente sísmico de diseño resulta:Cs = Fs / P = a sismica / g = a suelo = as = 0.30Según valor del espectro para la Region Metropolitana, Comuna de San Bernardo, Zona sismica 2 y Suelo Tipo II.

CALCULO DEL ESFUERZO DE CORTE BASAL HORIZONTAL.Según 5.3.2:

en que:

Cs = Coeficiente sismico de diseño.

CARGAS DEBIDA A SISMO.Las cargas debidas a SISMO, son cargas últimas.Para transformarlas en cargas de servicio se debe dividirlas por 1,75.

CARGAS SISMICAS LATERALES ASOCIADAS A LAS CARGAS GRAVITATORIAS .

Descripción 1 2 3

Elemento Peso zi

Qi

N° t m

Compresor Frame ARIEL JGC/4 1 7.157 3.121Cross Head Guide Supports 2 0.462 2.761

Unloaders 3 0.426 3.121Throw # 1 4 1.314 3.121

FVCP/VVCP # 1 5 0.099 3.121Throw # 2 6 1.314 3.121

FVCP/VVCP # 2 7 0.099 3.121Throw # 3 8 1.314 3.121

FVCP/VVCP # 3 9 0.099 3.121

Vo = Cs x S P

S P = Carga gravitatoria total sobre el nivel basal.

Throw # 4 10 1.314 3.121FVCP/VVCP # 4 11 0.099 3.121

Compressor Hot Start 12 0.113 2.609Compresor Heat Exchanger 13 0.086 2.456

Compressor flywheel 14 0.747 1.999Motor Hyundai 15 13.482 3.121

1st Stage Scrubber Add Trim 16 1.676 3.269Discharge Coalescer skid 17 1.359 1.468Concrete in coalescer skid 18 0.478 1.4681st Stage Suction Vessel 19 0.865 3.944

1st Stage Discharge Vessel 20 1.364 2.2741st Stage Suction Vessel 6104B 21 0.865 3.944

1st Stage Discharge Vessel 6103B 22 1.364 2.274Scrubber dump line 23 0.091 2.101Coalescer dump line 24 0.136 1.844

Day Tank 25 0.204 4.030Recycle valve and isolation 26 0.131 2.259

Main Skid 27 13.418 1.588Control Panel 28 0.159 2.818

Pipe Spools & Utility Piping 29 2.039 2.259Pipe Supports 30 0.136 1.999

Crating 50 FOOT SKID 31 1.478 3.980Coupling 32 0.430 3.121

Suction block valve 33 0.498 2.312Discharge Coalescer 34 3.488 3.752

Bypass valve 35 0.227 2.259Bottle Straps 36 0.091 2.274

Suction PSV Isolation 37 0.136 2.736Discharge PSV and isolation 38 0.159 2.431

PSV for coalescer 39 0.136 2.431Block valve 40 0.498 1.701

Blowdown valve 41 0.181 2.259Wedge blocks 42 0.069 2.274

Discharge block valve 43 0.498 1.704Discharge check valve 44 0.498 1.704

Piping off skid 45 2.060 1.745Miscellaneous weight 46 1.359 2.507

Concrete under scrubber 47 0.461 1.703Concrete under distance pieces 48 5.720 1.703

Concrete in skid under motor & compressor 49 5.350 1.703Pedestal 50 4.697 2.451

Concrete in compressor pedestal 51 1.470 2.225AEH air Coolers 52 5.087 3.364

Parte A del macizo 53 268.778 0.694Parte B del macizo 54 18.322 0.694Parte C del macizo 55 44.888 0.694

Sumatorias 418.990

14- CALCULO DE LAS CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DEL PLANO DE APOYO.

Calculo de la seccion F, posicion del baricentro yG, momento de inercia I x-x, y modulo resistente minimo W x-x min

Cálculo de la Sección F en cm2: Dimensión xi Dimensión yi

1,630.00 540.00F1 = cm2 880,200.00

600.00 100.00F2 = cm2 60,000.00

350.00 420.00F3 = cm2 147,000.00

Sección F = cm2 1,087,200.00

Cálculo del Momento Estático S de la Sección con respecto al eje x' - x' en cm3: Sección Fi hi

880,200.00 270.00S1 = cm3 237,654,000.0

60,000.00 590.00S2 = cm3 35,400,000.0

147,000.00 210.00S3 = cm3 30,870,000.0

Momento Estático S = cm3 303,924,000.0

Posición yG del Baricentro de la Sección con respecto al eje x' - x':

yG = cm 279.55

Cálculo del Momento de Inercia I con respecto al eje baricéntrico x - x en cm4:

cm4 21,388,860,000.00cm4 80,233,767.16cm4 50,000,000.00cm4 5,782,846,724.56cm4 2,160,900,000.00cm4 711,016,859.28

I x-x = cm4 30,173,857,350.99

Se descompone el plano de apoyo de la fundacion en 3 rectangulos, y se calculan los momentos de inercia I x-x eI y-y con respecto a los ejes baricentricos x e y paralelos a los lados.

Cálculo del Módulo Resistente Mínimo W x-x mín de la Sección en cm3:

W x-x mín = cm3 107,938,227.03

Calculo de la seccion F, posicion del baricentro xG, momento de inercia I y-y, y modulo resistente minimo W y-y min

Cálculo de la Sección F en cm2: Dimensión yi Dimensión xi

540.00 1,630.00F1 = cm2 880,200.00

100.00 600.00F2 = cm2 60,000.00

420.00 350.00F3 = cm2 147,000.00

Sección F = cm2 1,087,200.00

Cálculo del Momento Estático S de la Sección con respecto al eje y' - y' en cm3: Sección Fi hi

880,200.00 815.00S1 = cm3 717363000.0

60,000.00 1,330.00S2 = cm3 79800000.0

147,000.00 1,805.00S3 = cm3 265335000.0

Momento Estático S = cm3 1062498000.0

Posición xG del Baricentro de la Sección con respecto al eje y' - y':

xG = cm 977.28

Cálculo del Momento de Inercia I con respecto al eje baricéntrico y - y en cm4:

cm4 194,883,615,000.00cm4 23,179,675,136.23cm4 1,800,000,000.00cm4 7,464,715,672.19cm4 1,500,625,000.00cm4 100,712,881,211.44

I y-y = cm4 329,541,512,019.87

Cálculo del Módulo Resistente Mínimo W y-y mín de la Sección en cm3:

W y-y mín = cm3 337,203,017.67

15- CARGAS A CONSIDERAR PARA LA VERIFICACION EN EL PLANO DE APOYO.

N total = kg 418,989.67


xd = m -0.020

yd = m -0.269

El momento de las cargas verticales con respecto a los ejes baricentricos es:Según la direccion y

Mxx = kgm 8,545.32Según la direccion x

Myy = kgm 112,701.24

El momento de las cargas sismicas laterales asociadas a las cargas gravitatorias, transformadas en servicio, es:Según la direccion y

M xx = kgm 77,378.08Según la direccion x

Myy = kgm 77,378.08

En consecuencia, los momentos totales son:M xx = kgm 85,923.40Myy = kgm 190,079.32

16- TENSIONES EN EL PLANO DE FUNDACION PARA CARGAS VERTICALES Y POR SISMO.

Solicitaciones máximas en el plano por Mxx con fuerza vertical N:

Mf máximo Mx = kgcm 8,592,340.10 Fuerza vertical N = kg 418,989.67

Las presiones admisibles de contacto, para cargas estaticas + sismo, para estructuras apoyadas en grava (Horizonte III), según Estudio de Suelos:

kg/cm2 4.50

En consecuencia las tensiones maximas y minimas normales son:

kg/cm2 0.46 < 4.50 Verifica

st adm (est + sis) =

st max =


Ademas la seccion esta 100 % comprimida > 80 % del area basal. Verifica

Solicitaciones máximas en el plano por My con fuerza vertical N:

Mf máximo My = kgcm 19,007,932.43 Fuerza vertical N = kg 418,989.67

En consecuencia las tensiones maximas y minimas normales son:



Ademas la seccion esta 100 % comprimida > 80 % del area basal. Verifica

17- SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO.

Según y:Coef de seguridad al volcamiento adm = 1.50

Momento estabilizante = kgm 1,171,274.99Momento de vuelco = kgm 85,923.40

Coeficiente de seguridad = 13.63 > 1.50 Verifica

Según x:Coef de seguridad al volcamiento adm = 1.50

Momento estabilizante = kgm 4,094,699.12Momento de vuelco = kgm 190,079.32

Coeficiente de seguridad = 21.54 > 1.50 Verifica

Conclusion:La estructura considerada en su globalidad verifica al volcamiento.

18- SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO.

Fuerza deslizante Hw = kg 71,826.80

st min =

st max =

st min =

Fuerza estabilizante He = m * N

Angulo de fricción para el Horizonte III: f = 40º.

Como angulo de fricción suelo seleccionado - hormigon se adopta: 26.6 0.50

N = kg 418,989.67

En consecuencia:He = kg 209,494.84

Coeficiente de seguridad al deslizamiento

2.00 > 1.50 Verifica

19- ARMADURAS DEL MACIZO DE FUNDACION.

ARMADURAS ADOPTADAS.De acuerdo a principios consagrados por la pràctica y recomendaciones, se adopta una armadura que satisface los requerimientos constructivos, asegurando asimismo queel macizo se comporte como un elemento de hormigòn armado:

Armadura inferior = 1 dn 16 c / 20 cm

Armadura superior =

Armad. intermedia (1 nivel, evita fisuracion por contraccion de frague) = 1 dn 16 c / 20 cm

Armadura lateral = 1 dn 16 c / 20 cm

Todas estas armaduras estaràn dispuestas en forma de jaula.

Para asegurar su posiciòn, se dispondràn separadores de dn = 16 mm:Disposicion: en la cuadricula de 1,00 m x 1,00 m, en cada uno de los vertices.

Recubrimiento de las armaduras en cm =

20- CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO A TENER EN CUENTA.

1. Deberà tenerse en cuenta durante la construcciòn del efecto de la retracciòn y la dilataciòntèrmica. Seguir las recomendaciones de la NCh 170: Norma Chilena de Hormigon.

2. La cantidad mìnima de armadura serà de 50 kg/m3.

3. En cualquier caso el diàmetro mìnimo de la armadura principal serà de dn = 16 mm.

4. Todas las armaduras se dispondràn en forma espacial.

d = 2/3 * f = m = tg d =

nd =

1 dn 16 c / 20 cm

5. Las siguientes prescripciones deberàn considerarse en el diseño de este cimiento:

5.1. El contorno de la cimentaciòn exterior e interior debe estar perfectamente definido.

5.2. No està permitidos agujeros donde se puedan acumular gases.

6. Todas las partes del soporte de la màquina deberàn ser independientes de las fundacionesadyacentes y de los edificios.

7. Los pavimentos de hormigòn adyacentes a la fundaciòn de la màquina, deberàn estarseparados como mìnimo 20 mm de la fundaciòn.

8. El espacio entre la losa y la fundaciòn, la junta, deberà sellarse con un relleno flexible de probada eficacia y durabilidad, de proveedor reconocido, SIKA o similar.

El objeto de la presente memoria de calculo es el diseño y dimensionamiento del macizo o base de hormigon armado del Compresor EXTERRAN,

para la Estacion de Medicion y Regulacion City Gate II existente que TOTAL Gas y Electricidad CHILE S.A. (TGEC) como Administrador del

Proyecto para Gasoducto GasAndes Chile S.A. (GASANDES) amplia y construye en la comuna de San Bernardo, Republica de Chile.

La fundación adoptada será del tipo fundación directa y estará constituida por un macizo o base de hormigón armado.

Norma Chilena de Acero. Barras laminadas en caliente para H°A°

Diseño Sismico de Estructuras e Instalaciones Industriales

Vibration Analysis and Design of Foundations for Machines and Turbines. Tomo I y II

Fundamentu pod Machtn. Leningrad, GILSA, 1955

Calculo y Proyectos de Cimientos para Maquinas

Manual Teorico Practico del Hormigon. Tomo I y II

Estudio de Suelos. Anexo 1. GASANDES. Ampliacion City Gate II. San Bernardo. Nov 2012

Resistencia especificada fc = 20 Mpa

Resistencia especificada fc = 5 Mpa

Tension de fluencia Fymin = 420 Mpa

La fundacion del compresor EXTERRAN se apoyara en el horizonte de grava (Horizonte III), por lo que esta base tendra

un enterramiento igual o mayor a 1,05 m respecto a la actual cota de patio del sector de la Planta City Gate II existente,

Coordenadas Momentos estàticos

Eje x' (Eje B'-B')

yi Qi . Xi Qi . Yi

m kgm kgm

6.472 0.000 46,322.693

6.472 0.000 2,990.452

6.472 0.000 2,755.907

7.155 -834.200 9,399.524

7.155 -205.365 709.848

6.933 834.200 9,107.882

6.933 205.365 687.823

6.012 -834.200 7,897.964

6.012 -205.365 596.451

5.790 834.200 7,606.323

5.790 205.365 574.426

1.588 126.614 179.841

3.937 -96.226 338.858

0.000 0.000 0.000

10.668 0.000 143,828.003

3.440 0.000 5,765.784

11.868 3,548.349 16,128.612

11.868 1,249.076 5,677.533

6.583 -1,378.443 5,692.781

7.620 -2,174.901 10,396.957

6.361 -1,378.443 5,500.802

7.398 -2,174.901 10,094.053

2.899 13.771 262.649

11.862 290.011 1,612.046

1.397 187.338 284.778

3.200 126.772 420.384

7.295 3,314.323 97,886.571

0.254 112.729 40.272

3.556 0.000 7,248.906

0.000 0.000 0.000

6.401 0.000 9,461.574

7.772 0.000 3,344.680

0.457 -457.938 227.723

11.865 8,814.429 41,386.307

2.667 143.828 604.075

6.472 0.000 586.363

1.981 -124.892 269.218

13.059 112.729 2,070.504

13.470 343.419 1,830.573

14.062 794.290 7,007.095

8.526 174.858 1,544.911

6.472 0.000 445.662

0.533 1,099.748 265.594

1.219 1,099.748 607.428

10.668 1,308.252 21,978.640

6.401 0.000 8,698.959

3.440 0.000 1,584.808

6.574 0.000 37,603.477

8.103 0.000 43,350.483

6.456 51.664 30,321.895

6.553 0.000 9,635.793

16.565 -2,314.671 84,269.302

12,811.530 707,103.187

Ademas el macizo de fundacion para el compresor EXTERRAN contendra a la estructura del Air Coolers AXH.

o.k.

Coordenadas Momentos estàticos

Eje x' (Eje B'-B')

yi Qi . Xi Qi . Yi

m kgm kgm

7.8 40,316.68 2,096,467.40

12.95 61,377.36 237,264.72

17.7 -20,199.56 794,516.18

81,494.48 3,128,248.31

Medidas de los elementos Peso Masa

ay az Qi mi

m m t t . Seg2 / m

7.157 0.730

0.462 0.047

0.426 0.043

1.314 0.134

0.099 0.010

1.314 0.134

0.099 0.010

1.314 0.134

0.099 0.010

1.314 0.134

0.099 0.010

0.113 0.012

0.086 0.009

0.747 0.076

13.482 1.374

1.676 0.171

1.359 0.139

0.478 0.049

0.865 0.088

1.364 0.139

0.865 0.088

1.364 0.139

0.091 0.009

0.136 0.014

0.204 0.021

0.131 0.013

13.418 1.368

0.159 0.016

2.039 0.208

0.136 0.014

1.478 0.151

0.430 0.044

0.498 0.051

3.488 0.356

0.227 0.023

0.091 0.009

0.136 0.014

0.159 0.016

0.136 0.014

0.498 0.051

0.181 0.018

0.069 0.007

0.498 0.051

0.498 0.051

2.060 0.210

1.359 0.139

0.461 0.047

5.720 0.583

5.350 0.545

4.697 0.479

1.470 0.150

5.087 0.519

5.40 1.39 268.78 27.398

1.00 1.39 18.32 1.868

4.20 1.39 44.89 4.576

418.990 42.710

Momentos Estáticos

Qi . Yi Qi . Zi

tm tm

-21.120 22.338

-1.363 1.276

-1.257 1.329

-2.979 4.100

-0.225 0.310

-3.271 4.100

-0.247 0.310

-4.481 4.100

-0.338 0.310

-4.772 4.100

-0.360 0.310

-0.887 0.295

-0.472 0.211

-7.043 1.494

16.788 42.078

-10.028 5.479

3.323 1.995

1.170 0.702

-2.456 3.411

-2.460 3.103

-2.648 3.411

-2.763 3.103

-0.591 0.190

0.331 0.251

-1.636 0.822

-0.817 0.297

-28.551 21.308

-1.454 0.447

-11.959 4.605

-1.281 0.272

-4.467 5.883

-0.710 1.343

-4.468 1.152

8.519 13.087

-1.530 0.512

-0.267 0.206

-1.011 0.372

0.577 0.385

0.550 0.330

2.312 0.848

-0.162 0.409

-0.203 0.157

-4.430 0.849

-4.088 0.849

2.565 3.595

-4.107 3.407

-2.756 0.785

-16.295 9.741

-7.061 9.111

-13.934 11.512

-4.220 3.272

36.334 17.113

-436.171 186.532

64.624 12.715

371.547 31.152

-112.70124397 451.372


m o.k.

m o.k.

3 4 5 6

ax^2 ay^2 az^2 ax^2+az^2

m2 m2 m2 m2

265.69 29.16 1.927 267.617

36.00 1.00 1.927 37.927

12.25 17.64 1.927 14.177

10 11 12 13

xi^2 yi^2 zi^2 xi^2+zi^2

m2 m2 m2 m2

0.060 8.707 9.74 9.801

0.060 8.707 7.62 7.683

0.060 8.707 9.74 9.801

0.775 5.143 9.74 10.516

5.361 5.143 9.74 15.102

0.152 6.199 9.74 9.892

3.329 6.199 9.74 13.070

0.775 11.634 9.74 10.516

5.361 11.634 9.74 15.102

0.152 13.197 9.74 9.892

3.329 13.197 9.74 13.070

0.761 61.384 6.81 7.568

1.859 30.094 6.03 7.891

0.060 88.789 4.00 4.056

0.060 1.551 9.74 9.801

0.060 35.794 10.69 10.747

5.596 5.979 2.16 7.751

5.596 5.979 2.16 7.751

3.384 8.064 15.56 18.939

3.384 3.250 5.17 8.555

3.384 9.375 15.56 18.939

3.384 4.100 5.17 8.555

0.009 42.560 4.41 4.423

3.567 5.950 3.40 6.967

0.454 64.413 16.24 16.695

0.518 38.723 5.10 5.621

0.000 4.528 2.52 2.522

0.217 84.067 7.94 8.158

0.060 34.419 5.10 5.163

0.060 88.789 4.00 4.056

0.060 9.131 15.84 15.901

0.060 2.725 9.74 9.801

1.356 80.385 5.35 6.701

5.205 5.964 14.08 19.283

0.152 45.641 5.10 5.255

0.060 8.707 5.17 5.231

1.356 55.380 7.49 8.842

0.217 13.222 5.91 6.126

5.205 16.380 5.91 11.115

1.819 21.522 2.89 4.712

0.518 0.804 5.10 5.621

0.060 8.707 5.17 5.231

3.848 79.028 2.90 6.751

3.848 67.302 2.90 6.751

0.152 1.551 3.05 3.197

0.060 9.131 6.29 6.345

0.060 35.794 2.90 2.960

0.060 8.116 2.90 2.960

0.060 1.742 2.90 2.960

0.055 8.802 6.01 6.062

0.060 8.236 4.95 5.011

0.491 51.011 11.32 11.807

0.009 2.633 0.48 0.491

9.638 12.441 0.48 10.120

0.484 68.512 0.48 0.965

Para el Cálculo se utilizan las expresiones del Profesor O. A. Savinov en su libro "Fundamentu pod Machtn", Leningrad, GILSA, 1955.

Utilizamos las expresiones de O.A. Savinov por ser mas conservativas que las indicadas en el Estudio de Suelos.

19.80 m

5.49 m

108.72

0.39

0.20

Ver: Calculo de las caracteristicas geometricas del plano de apoyo, en el parrafo 14 de la presente memoria de calculo.

Area de la superficie de apoyo

Momento de inercia respecto al eje x


Momento de inercia respecto al eje y


Momento de inercia polar respecto al eje z


m2

kg/cm2

kg/cm2

B.1. PRIMERA VERIFICACION. COMPARACION DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS CON LA FRECUENCIA OPERATIVA.

780 r.p.m. o.k.

780 r.p.m. o.k.

780 r.p.m. o.k.

Coeficiente del termino de segundo grado

Coeficiente del termino de primer grado

780 r.p.m. o.k.

780 r.p.m. o.k.

780 r.p.m. o.k.

780 r.p.m. o.k.

B.2. SEGUNDA VERIFICACION. COMPARACION DE LAS FRECUENCIAS PROPIAS CON LA FRECUENCIA OPERATIVA.

1,300 r.p.m. o.k.

1,300 r.p.m. o.k.

1,300 r.p.m. o.k.

Coeficiente del termino de segundo grado

Coeficiente del termino de primer grado

1,300 r.p.m. o.k.

1,300 r.p.m. o.k.

1,300 r.p.m. o.k.

1,300 r.p.m. o.k.

kgfkgfkgfkgf

kgfmkgfmkgfmkgfm

COMPRESOR

EXTERRAN

Secundaria Unidad

0.000 t

-0.040 t

0.000 t

0.000 tm

0.000 tm

0.000 tm

3.121 m

1.077 m

2.044 m

2.951 m

0.245 m

0.000 t

-0.040 t

0.000 t

0.082 tm

0.000 tm

0.118 tm

0.000 t

-0.148 t

0.000 t

0.302 tm

-3.717 tm

1.931 tm

1,000.00 r.p.m.

Distancia del centro de gravedad GT del conjunto


o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

o.k.

USSR SPECIFICATIONS

Estas estructuras, extremadamente rígidas (y de altura muy baja), siguen bastante fielmente los movimientos del terreno, y por

Según valor del espectro para la Region Metropolitana, Comuna de San Bernardo, Zona sismica 2 y Suelo Tipo II.

3 4 5

zi Fuerza Momento

sismica sismico

m t tm

3.121 2.147 6.7012.761 0.139 0.3833.121 0.128 0.3993.121 0.394 1.2303.121 0.030 0.0933.121 0.394 1.2303.121 0.030 0.0933.121 0.394 1.2303.121 0.030 0.093

3.121 0.394 1.2303.121 0.030 0.0932.609 0.034 0.0892.456 0.026 0.0631.999 0.224 0.4483.121 4.045 12.6233.269 0.503 1.6441.468 0.408 0.5991.468 0.144 0.2113.944 0.259 1.0232.274 0.409 0.9313.944 0.259 1.0232.274 0.409 0.9312.101 0.027 0.0571.844 0.041 0.0754.030 0.061 0.2462.259 0.039 0.0891.588 4.025 6.3922.818 0.048 0.1342.259 0.612 1.3811.999 0.041 0.0813.980 0.443 1.7653.121 0.129 0.4032.312 0.149 0.3463.752 1.046 3.9262.259 0.068 0.1532.274 0.027 0.0622.736 0.041 0.1122.431 0.048 0.1162.431 0.041 0.0991.701 0.149 0.2542.259 0.054 0.1232.274 0.021 0.0471.704 0.149 0.2551.704 0.149 0.2551.745 0.618 1.0792.507 0.408 1.0221.703 0.138 0.2351.703 1.716 2.9221.703 1.605 2.7332.451 1.409 3.4532.225 0.441 0.9823.364 1.526 5.1340.694 80.633 55.9600.694 5.496 3.8150.694 13.466 9.346

125.697 135.412

Calculo de la seccion F, posicion del baricentro yG, momento de inercia I x-x, y modulo resistente minimo W x-x min

Se descompone el plano de apoyo de la fundacion en 3 rectangulos, y se calculan los momentos de inercia I x-x e

Calculo de la seccion F, posicion del baricentro xG, momento de inercia I y-y, y modulo resistente minimo W y-y min


El momento de las cargas sismicas laterales asociadas a las cargas gravitatorias, transformadas en servicio, es:

Las presiones admisibles de contacto, para cargas estaticas + sismo, para estructuras apoyadas en grava (Horizonte III),

En ambas direcciones




5

Macizo de Fundacion. Compresor EXTERRAN

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