Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo - UNAT

Diseño y Evaluación de Postes de Concreto Armado Centrifugado Bajo Cargas de Viento Extremo: Un Enfoque Basado en Simulación Dinámica Basado en las Normas CFE J6100-54 y ASCE Manual 74
Revista de Investigación Científica y Tecnológica Llamkasun
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Palabras clave

Poste tensión de C°A°
Carga de viento
Respuesta estructural
CFE
ASCE 74

Cómo citar

Cielo Marina, P. F. (2025). Diseño y Evaluación de Postes de Concreto Armado Centrifugado Bajo Cargas de Viento Extremo: Un Enfoque Basado en Simulación Dinámica Basado en las Normas CFE J6100-54 y ASCE Manual 74. Revista De Investigación Científica Y Tecnológica Llamkasun, 6(1), 02–14. https://doi.org/10.47797/llamkasun.v6i1.138

Resumen

El objetivo de esta investigación es evaluar comparativamente la respuesta estructural de un poste de concreto armado centrifugado (C.A.C.) de 21 m de altura sometido a cargas de viento, aplicando las metodologías de las normas ASCE 74 y CFE J6100-54. Se modeló el poste en SAP2000 v22 considerando análisis estático y dinámico tiempo-historia, integrando escenarios de carga de servicio, mantenimiento, falla y viento extremo. Los datos de viento se generaron mediante el simulador NOWS para velocidades de hasta 27.78 m/s. los resultados indican que el desplazamiento máximo fue de 0.28 m bajo CFE y 0.20 m bajo ASCE, mientras que los momentos máximos alcanzaron 145.92 kN.m y 133.47 kN.m, respectivamente. La validación estadística mediante ANOVA evidenció diferencias no significativas (Fcalc=2.17 < Fcrit =4.26; p=0.144 > 0.05), confirmando la equivalencia técnica entre normas. Se concluye que la ASCE 74 ofrece mayor precisión al incorporar factores de respuesta de ráfagas (GRF) de hasta 1.08, optimizando el diseño frente a cargas transitorias. La investigación propone un marco metodológico sólido para mejorar la resiliencia estructural y la seguridad de la infraestructura eléctrica urbana.

https://doi.org/10.47797/llamkasun.v6i1.138
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ASCE. (2020). ASCE Manual of Practice No. 74: Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading (4th ed.). American Society of Civil Engineers.

Calderón, L., Rodríguez, R., & Meza, J. (2016). Análisis del viento en la bahía de Paracas para estructuras de transmisión eléctrica. Revista de Ingeniería Civil Peruana, 18(2), 115–124.

CFE. (2020). Norma Técnica J6100-54: Diseño estructural de líneas aéreas de transmisión. Comisión Federal de Electricidad, México.

Chay, M. T., Albermani, F., & Wilson, R. (2006). Numerical and analytical simulation of downburst wind loads. Engineering Structures, 28(2), 240–254. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.06.014

Chowdhury, A. G., Haan, F. L., Sarkar, P. P., & Kareem, A. (2009). A data-based model for simulating thunderstorm winds. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 97(11-12), 537–547. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2009.06.002

Fu, G., Huang, G., & Tamura, Y. (2020). Field measurement and analysis of typhoon-induced wind load effects on transmission lines. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 205, 104319. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2020.104319

Fu, G., Yan, B., & Cao, X. (2021). Gust response analysis of transmission towers under downburst loading using field data. Engineering Structures, 243, 112649. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112649

Holmes, J. D., & Oliver, S. E. (2008). Design of transmission line structures under extreme wind events. Australian Journal of Structural Engineering, 8(1), 23–30.

Jairo, A., Rodríguez, F., & Palomino, C. (2021). Evaluación dinámica de postes eléctricos ante vientos extremos en zonas urbanas de Lima. Revista de Ingeniería Civil de la Universidad del Callao, 24(1), 55–68.

Letchford, C. W., & Chay, M. T. (2002). Pressure distributions on a cube in a simulated thunderstorm downburst. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90(8-9), 1017–1039. https://doi.org/10.1016/S0167-6105(02)00236-3

Martínez, R., Larios, M., & Pérez, J. (2021). Comportamiento estructural de postes de concreto armado centrifugado ante acciones de viento. Revista Mexicana de Ingeniería Estructural, 38(2), 78–95.

Méndez, E., Palacios, R., & Yauri, A. (2022). Simulación de cargas de viento en SAP2000 usando datos de NOWS para análisis estructural. Revista Científica de Ingeniería y Tecnología, 15(2), 139–150.

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento (MVCS). (2021). Reglamento Nacional de Edificaciones – Norma E.020: Cargas. Lima, Perú.

NTP 339.027. (2010). Postes de concreto armado centrifugado – Requisitos y ensayos. Instituto Nacional de Calidad – INACAL.

Simiu, E., & Scanlan, R. H. (1996). Wind Effects on Structures: Fundamentals and Applications to Design (3rd ed.). Wiley-Interscience.

Valverde, R., Aguilar, F., & Gamarra, D. (2020). Análisis de vulnerabilidad de postes eléctricos en zonas de vientos extremos. Ingeniería y Ciencia, 10(1), 43–55.

Yan, B., Fu, G., & Wang, W. (2018). Performance evaluation of transmission lines exposed to strong winds using full-scale test and numerical modeling. Structure and Infrastructure Engineering, 14(12), 1559–1574. https://doi.org/10.1080/15732479.2018.1450510

Zhang, Y. (2006). Structural failure analysis of transmission line towers under wind loading. Wind and Structures, 9(1), 1–16.

Zhou, H., Gu, M., & Quan, Y. (2020). Dynamic analysis of transmission towers under spatially varying downburst winds. Engineering Structures, 206, 110137. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110137

Zhou, Y., & Kareem, A. (2001). Gust loading factors for flexible structures. Journal of Structural Engineering, 127(2), 168–175. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:2(168)

Zhu, L., & Chen, X. (2013). Wind-induced dynamic responses of a transmission tower-line system subjected to correlated downbursts. Engineering Structures, 49, 356–364. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.11.016

Zhu, L., Xu, Y. L., & Zhang, N. (2015). Field measurement and stochastic modeling of typhoon wind characteristics in coastal areas. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 138, 78–91. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2014.12.008.

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