1 ANEXO 1. EVOLUCIÓN DE LAS NORMAS TIA-222 1.1 Cronología 1959-2015 La siguiente cronología y principales cambios en las normas para torres y soportes de telecomunicación se han tomado de www.wirelessestimator.com, que recomendamos visitar periódicamente. 1959 – EIA RS-222 (Revision of TR-116 and RS-194) 1966 – EIA RS-222-A 1972 – EIA RS-222-B 1976 – EIA RS-222-C 1987 – EIA 222-D 1991 - EIA/TIA 222-E La primera edición conjunta de la Electronics Industries Association (EIA) con la Telecommunications Industry Association ( TIA). 1996 - EIA/TIA 222-F Utiliza la llamada “fastest mile wind speed” como lo usaba el ASCE 7-88 y el Método de las tensiones admisibles (ASD). Para el análisis y diseño de las fundaciones se emplea un “suelo normal”. Se sigue utilizando en algunos estados de los Estados Unidos. 2006 - ANSI/TIA 222-G Se utiliza la velocidad del viento correspondiente a una ráfaga de 3 segundos, “three-second gust wind speeds” que se introdujo en ASCE 7-02 y se cambia al Método de los Estados Límites ( LRFD). Se elimina el uso del “suelo normal” y en un anexo se suministran valores referenciales. 2007 - ANSI/TIA 222-G-1 Addendum 1 2009 - ANSI/TIA 222-G-2 Addendum 2 . Las solicitaciones mayoradas se utilizan en los Estados Límites Plástico. En 222-G y 222-G-1 las solicitaciones mayoradas se utilizaban en los Estados Límites Elásticos. 2014 - ANSI/TIA 222-G-3 Addendum 3 Pendiente de publicación. Cubre las placas bases de los postes tubulares. Extraoficialmente la profesión utiliza el Technical Manual 1. Design of Monopoles Bases, de Daniel Horn [ descargable gratuitamente de www.towernx.com/downloads/Technical_Manual]. 2014 - ANSI/TIA 222-G-4 Addendum 4. Pendiente de publicación. Su alcance está destinado a estructuras de soporte de pequeñas turbinas eólicas. 1.2 Principales cambios introducidos por las Adendas a la ANSI/TIA-222-G En las Adendas se suministra un sumario de los cambios, y sólo se suministran las páginas donde hay cambios. Los cambios nuevos se identifican con doble barra vertical en el margen derecho, y con una sola barra, los cambios de la adenda anterior. 1.2.1 ANSI/TIA-222-G1-2007 Pág. 38 2.82 Estado Límite de deformación En el aparte 2. Se establece un desplazamiento horizontal del 3% de la altura de la estructura. En TIA G, era del 5 %. Pág. 83 c = 0.90 = factor de resistencia por compresión axial En TIA G c = 0.85 Cambios en 4.9.1 y 4.9.2 Pernos y tuercas de seguridad, respectivamente. Pág. 84 4.9.1 Resistencia de diseño por Tracción Se incorpora fórmula para calcular el área meta, An, de los pernos Pág.85 4.9.6.2 Resistencia de diseño por aplastamiento, = 0.80; antes era = 0.75 4.9.6.3 Resistencia de diseño por corte. En (a), = 0.55 y en (b), =0.45; antes 2 eran = 0.50 y =0.40, respectivamente Pág.88. 4.9.9 Pernos de anclaje = 0.80, antes era =0.75; = 0.50 para el detalle (d), antes = 0.40 Pág.89, Se introduce fórmula para el área tensil de tensores ( rod) Pág. 111 Cambios en 9.4 Resistencia de diseño y 9.4.1 Resistencia de diseño en suelo o roca. 1.2.2 ANSI/TIA-222-G2-2009 Pág. 12 2.6.5.1 Categorías de Exposición, Cambio en Exposición C Pág. 21 Cambios en Ka Pág. 25 2.6.94. Protección (Shielding) Cambios en el último párrafo y en la nota Pág. 29 2.7.7. Procedimiento de la fuerza lateral equivalente ( Método 1), Cambio en el primer párrafo Pág. 39 Tabla 2.1 Clasificación de las estructuras. Cambios en los Tipos II y III Pág.60 3.4 Modelos de análisis. Cambios Pág. 72 4.5.3 Miembros compuestos. Cambios en las fórmulas (a), (b) y (c) . Se acotan las fórmulas (E6-1) y (E6-2) provenientes de AISC 360-05. Pág. 75 4.6.3 Resistencia de diseño por tracción. Cambios en los t por ruptura en la sección neta efectiva y en las fórmulas de ruptura por bloque de corte que ahora coincide con la fórmula (J4-5) de AISC 360-10 Pág. 76 4.6.3.2 Área neta efectiva. Cambios en x y U Pág. 77 4.6.3.2 Área neta efectiva. Cambios en las notas. Pág. 97 Tabla 4.8 Tensión de cedencia efectiva para miembros tubulares poligonales Este cambio incrementa la resistencia entre 10 y 27 % , según Hawkins (2010). Ver ejemplo en el Anexo 5. Pág. 225 Anexo L. Conversión de velocidades de viento 1.3 Investigaciones en curso cuyos resultados pueden ser incorporados en futuras ediciones TIA-222-G Aunque en ASCE Manual 72 Design of steel transmission pole structures (1990), y el ASCE/SEI 48-11 Standard for Design of steel transmission pole structures of (2011) mencionan los efectos de vorticidad y fatiga, no existen criterios incorporados en la TIA222-G Tampoco existen métodos de diseño considerando los estados límites para las placas bases, rigidizadas y no rigidizadas, así como tampoco su comportamiento a fatiga, y en el caso de las placas sin rigidizar, el efecto de apalancamiento en los pernos de anclaje. El ingeniero puede utilizar las capacidades de los actuales programas para construir modelos con elementos finitos que le permitan acercarse al problema y establecer correlación con los ensayos de laboratorio disponibles. 1.4 Información para el proyecto de torres y monopoles para antenas de Telecomunicaciones Si bien en www.wirelessestimator.com el interesado encuentra una lista de 3 verificaciones (checklist) puede resultar conveniente para un tercero, no experto en el manejo de normas, recordarle que debe suministrar la siguiente información mínima imprescindible : Normas de aplicación La norma internacionalmente aceptada es la TIA Standard Structural Standard for Antenna Supporting Structures and Antennas, en su versión TIA-222-G y su Addendum 2 December 2009 ( TIA-222-G-2). Sin embargo hay operadores de telecomunicaciones que mantienen el uso de la versión TIA—222F. Es importante especificar la Norma por las implicaciones en cuanto a las velocidades de viento a usar en el proyecto de la torre y por ende en su costo. Ver Tablas de equivalencia. Cuando el solicitante internacional se refiera a normas de su país, deberá anexar copia de las partes pertinentes a la información aquí solicitada. En el caso de tratarse de adaptaciones de la normativa TIA, indicar la correspondencia y anexar la información correspondiente a la zonificación sísmica y eólica. Información para el análisis estructural Para la correcta interpretación de las normas, el cliente deberá suministrar específicamente lo siguiente: Acciones del viento Clase estructural en la cual se ha clasificado la torre. Ver Tabla 2 de equivalencia. Categoría topográfica. Factor de topografía, Kzt, y la altura de la cresta, colina o accidente similar donde se localizará la torre. Categoría de exposición al viento. Ver Tabla 3 de equivalencia Velocidades de operación y de sobrevivencia estructural de la torre. Indicar las unidades de velocidad (mph, kmh, m/s). Ver Tabla 1. Espesor y densidad del hielo así como las velocidades de viento a considerar simultáneamente con el espesor de hielo IMPORTANTE.- Debe aclararse a que se refiere la velocidad que se especifica: La velocidad de ráfaga de 3 segundos (TIA-222G); velocidad de la milla más rápida (TIA222F), velocidad promedio de 10 minutos (Eurocodes). Rigidez de la estructura en condiciones de operación: ángulo admisible o flexión y por torsión, ambos en grados (). Dirección desde donde sopla el viento o factor de direccionalidad, Kd. Temperatura del ambiente donde opera la torre. Acciones sísmicas En la mayoría de los casos, el sismo no es una acción predominante en las torres de telecomunicaciones. Sin embargo, cuando deba considerarse, deberá suministrarse la información que permita construir el espectro de respuesta. En el caso de la norma TIA222-G, es el par de valores SDS de la respuesta en periodos cortos y período de 1 segundo. 4 Casos de cargas Cuando las combinaciones de solicitaciones o los casos a considerar sean diferentes a las contempladas por la normativa TIA, se indicarán las combinaciones de las solicitaciones para los Estados Límites de Servicio y de Agotamiento Resistente. Información Geotécnica Mientras se realizan los estudios geotécnicos correspondientes se podrán avanzar en el proyecto usando los parámetros indicados en el Anexo F de la ANSI/TIA 222-G para suelos arcillosos y suelos arenosos, tanto para fundaciones superficiales como profundas. Se supone que no se trata de arcillas expansivas, no hay presencia de nivel freático, y el suelo tiene una resistividad eléctrica mayor de 150 ohm.m y un pH comprendido entre 3 y 9. Se advierte que los valores valores referenciales pueden diferir de los obtenidos del estudio de suelos. Para una estimación inicial, y aunque ya no se consideren el término “suelo normal” y sus propiedades en las normas TIA, sólo con fines estimativos, el ingeniero podrá predimensionar las fundaciones directas con las siguientes propiedades del llamado “suelo normal”: Resistencia del suelo = 1 kgf/cm2, Peso unitario de 1600 kgf/m3 Ángulo de fricción = 30. El proyecto definitivo de las fundaciones de las torres requiere del Informe Geotécnico del sitio de fundación, con al menos la siguiente información, entre otros resultados : Recomendaciones sobre el tipo de fundación, Profundidad de asiento de la fundación Resistencia del suelo, Peso unitario del suelo sobre la fundación, Ángulo de fricción, Cohesión, Profundidad del nivel freático De ser pertinente, la clasificación del perfil geotécnico y los parámetros a usar en el proyecto sismorresistente. Disponibilidad de materiales Para el diseño de las fundaciones de concreto reforzado es sumamente conveniente que el cliente incluya información sobre la disponibilidad de materiales en el sitio, tales como acero de refuerzo para el concreto reforzado (diámetros milimétricos o en pulgadas, calidad del acero principal y del acero transversal, es decir, Fy) y la resistencia mínima del concreto estructural a usar en el sitio, Fc28 en kgf/cm2. 5 Tabla 1. Equivalencias entre velocidades de viento Normas TIA -222-G TIA-222-F Eurocode Media COVENIN 2003:86 EN-1991-14 horaria Velocidad, mph Periodo Velocidad, mph promedio Ráfaga de Milla mas Promedio en Media segundos 3 segundos rápida 10 minutos horaria 60 47 77 42 40 70 57 63 49 46 80 66 55 56 53 85 71 51 59 56 90 76 47 62 60 95 80 45 66 63 100 85 42 69 66 105 90 40 73 70 110 95 38 76 73 115 100 36 80 76 120 104 35 83 79 125 109 33 87 83 130 114 32 90 86 135 119 30 94 89 140 123 29 97 93 145 128 28 101 96 150 133 27 104 99 155 138 26 108 103 160 142 25 111 106 165 147 24 115 109 170 152 24 118 113 Notas.- Se puede interpolar linealmente entre los valores mostrados Conversión de velocidades mph * 0.447 = m/s km/h * 0.278 = m/s mph * 1.609= km/h m/s * 3.60 = km/h Tabla 2. Clases de Estructuras TIA -222-G Eurocode EN-1993-3-1 I 1 II 2 III 3 Tabla 3. Categorías de Exposición TIA -222-G Eurocode EN-1991-14 B III-IV C II