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CIVIL. BASES Y CRITERIOS DE DISEO
Civil.bases y criterios de diseo
INGENIERA DE DETALLE DEL SISTEMA DE TUBERAS DE RECOLECCIN DE
CRUDO DILUIDO Y DE DISTRIBUCIN DE DILUENTE DE LA DIVISIN JUNN -
TRAMO 1 - PAQUETE A
REVFECHADESCRIPCINELABORADOPORREVISADOPORAPROBADOPORAPROBADOPETROJUNN
023/05/14EMISIN ORIGINAL APROBADAE.rojas / L.Diazj. arayC.
CREAZZOLAW. Reyes
B30/04/14INCORPORACIN DE COMENTARIOSE.rojas / L.Diazj. arayC.
CREAZZOLAW. Reyes
A22/04/14eMISIN INICIALE.rojas / L.DiazJ.ARAYC. CREAZZOLAW.
Reyes
PETROJUNNHU00311001-0D0I3-CD11001
conkor / gecoI1401-D04BD-001
CONTENIDO1.OBJETIVO42.ALCANCE43.UBICACIN GEOGRFICA44.Condiciones
Ambientales del Sitio55.NORMAS TCNICAS Y
DOCUMENTOS65.1.General65.2.Cdigos y Normas
Aplicables76.GENERALIDADES97.Especificaciones de
materiales107.1.Caracteristicas107.2.Resistencia y Esfuerzos
Permisibles118.DISEO de las instalaciones128.1.Movimiento de
Tierras138.2.Vialidades y Acceso138.3.Estructuras148.3.1.Cargas de
Diseo158.3.2.Diseo de Estructuras de Concreto
Armado178.3.3.Combinaciones de Carga208.3.4.Espesores Mnimos de
Losas y Vigas268.3.5.Miembros Solicitados a Flexin268.3.6.Miembros
Solicitados a Flexin y Carga
Axial298.4.Fundaciones318.4.1.Pedestales328.4.2.Fundaciones de
Equipos Estticos338.4.3.Acero de Refuerzo338.4.4.Pernos de
Anclaje338.4.5.Mortero de Nivelacin o Grout338.5.Soportes de
Tuberas348.5.1.Diseos de Elementos348.5.2.Estructuras H para
Tuberas348.5.3.Combinaciones de Cargas358.6.Estructuras de
Acero388.6.1.Materiales388.6.2.Solicitaciones398.7.Sistemas de
Drenaje428.7.1.Aguas de Lluvia438.7.2.Caudal de Diseo45
OBJETIVOEstablecer las bases y criterios de diseo para la
construccin de obras civiles pertenecientes al Proyecto SISTEMA DE
TUBERAS DE RECOLECCIN DE CRUDO DILUIDO Y DE DISTRIBUCIN DE DILUENTE
DE LA DIVISIN JUNN - TRAMO 1 - PAQUETE A.ALCANCEDescribir las bases
y criterios de diseo para la construccin de obras civiles
pertenecientes al Proyecto SISTEMA DE TUBERAS DE RECOLECCIN DE
CRUDO DILUIDO Y DE DISTRIBUCIN DE DILUENTE DE LA DIVISIN JUNN -
TRAMO 1 - PAQUETE A, el cual abarca el corredor de tuberas DCO/DIL
de 36 y 20 desde la Estacin Intermedia 2 (IS2) hasta la Estacin
Intermedia 3 (IS3), adyacente a la Estacin Principal
Petrocedeo.UBICACIN GEOGRFICAEl rea enmarcada para el desarrollo de
la Ingeniera de Detalle del Proyecto, se encuentra ubicada en el
Oriente de Venezuela, dentro de los estados Anzotegui y Gurico. Por
el Norte las ciudades ms importantes son Barcelona y Puerto La
Cruz, en el Estado Anzotegui a unos 260 Km y por el Noroeste la
ciudad de El Tigre a aproximadamente 180 Km. Se ubica entre los
municipios Jos Gregorio Monagas del estado Anzotegui y Santa Mara
de Ipire del estado Gurico.El alcance de la presente ingeniera, es
de vital importancia para la divisin Junn, debido a que implica la
importacin/exportacin del crudo diluido (DCO) y distribucin de
diluente (DIL) comprendido desde la Estacin Intermedia 2 (IS2)
hasta la Estacin Intermedia 3 (IS3) adyacente a Petrocedeo. Este
Proyecto es liderado por PDVSA PetroJunn (Junn 5), en lnea con el
resto de los Nuevos Desarrollos de la Divisin Junn: PetroMacareo
(Junn 2), PetroUrica (Junn 4), PetroMiranda(Junn 6) y el Bloque
Junn 10, que operan en la Faja Petrolfera del Orinoco. En la figura
1 se representa la ubicacin del tramo objeto en la presente
ingeniera en el mapa de ubicacin del bloque Junn.
Figura 1 Mapa de ubicacin. Tramo IS2-IS3.
Condiciones Ambientales del SitioLos equipos, instrumentos y
sistemas son diseados para ser instalados en una atmsfera de
ambiente exterior tropical de alta humedad y corrosin propia de la
industria del petrleo. Las condiciones ambientales del sitio se
presentan en la Tabla 1.Tabla 1. Condiciones Ambientales y
Meteorolgicas.ParmetroValor
Elevacin del sitio por encima del nivel del mar70-90
Presin baromtrica estndar en la ubicacin de las
instalaciones101,1 kPa (absoluta)
Velocidad promedio del viento12 -17 Km/h
Velocidad mxima del viento40 Km/h
Direccin predominante del viento (promedio mensual)NR
Tabla 2. Continuacin
Carga del viento Edificios administrativos/ Servicio25 m/s
Pluviosidad anual1667,5 mm
Evaporacin media anual2016 mm
Temperatura promedio anual26,1 C
Temperatura mxima registrada39,5 C
Temperatura mnima registrada13,0 C
Zona Ssmica2
Ao 0,15
Humedad relativa mxima77,5
Fuente: Doc. Informacin de Diseo de Ingeniera Bsica. Proyecto
Ingeniera Bsica del sistema de tuberas de recoleccin de Crudo
Diluido y de distribucin de Diluente de la Divisin Junn. Rev. 0.
Nov. 2012
NORMAS TCNICAS Y DOCUMENTOSGeneralEl desarrollo del proyecto
SISTEMA DE TUBERAS DE RECOLECCIN DE CRUDO DILUIDO Y DE DISTRIBUCIN
DE DILUENTE DE LA DIVISIN JUNN TRAMO 1, se realiza con base en los
documentos de referencia, normas, especificaciones y secciones
aplicables de los cdigos de diseo, estndares y prcticas de
Ingeniera que se indican, incluyendo las revisiones, anexos y otros
documentos incorporados como referencias, adems se aplica, previa
revisin y aprobacin de PETROJUNIN, aquellos ya comprobados y
aceptados que como consecuencia de los adelantos tecnolgicos,
superen o mejoren a las sealadas en costo, funcionamiento y
calidad.En el evento de que existan inconsistencias o diferencias
entre las normas, cdigos y los documentos de referencia o elementos
de entrada suministrados por PETROJUNIN, prevalece aquel que
contenga criterios ms conservadores (de mayores factores de
seguridad), siempre bajo el conocimiento y aceptacin PETROJUNIN. En
general el orden jerrquico de prioridad establecido para las
normas, cdigos, especificaciones y estndares de Ingeniera aplicados
para desarrollar el proyecto es:
Leyes. Estndares del Cliente. Reglamentos. Normas Oficiales
Venezolanas. Cdigos, estndares y prcticas recomendadas
internacionales (Ejemplo: ASME, API, ANSI, NFPA, etc.) Normas
Regionales. Documentos de referencia.Cdigos y Normas AplicablesEn
forma enunciativa mas no limitativa se consideran las ltimas
ediciones de los cdigos y normas indicados a continuacin: PDVSA
(Petrleos de Venezuela Sociedad Annima)JA-252-2002Diseo de
Fundaciones.HE-251-PRT-1995Sistemas de
Drenaje.AK-211-1993Movimiento de Tierras-Excavacin y
Relleno.A-251-1992Diseo de Concreto Bajo Tierra.A-261-2001Criterios
y Acciones Mnimas para el Diseo de Estructuras
Industriales.JA-251-1999Estructura de Concreto Reforzado
Diseo.CPV-C-E-08000-1996Obras en Carreteras y
Caminos.CPV-C-E-14000-1996Limpieza y Reparaciones Finales y Entrega
de La Obra.PDVSA-Guas de Ingeniera de
Diseo:0602.1.414-1991Fundaciones para Bombas.0602.2.012 1991Anchor
Bolt Standards.90615.1.003-2004Diseo de Secciones de Concreto
Armado.90615.1.009 Fundaciones para Prticos Soportes de Tuberas.
0602.1.585 Diseo de Prticos para Soporte de Tuberas.COVENIN (Comit
Venezolano de Normas Industriales)316-2000Barras y Rollos de Acero
con Resaltes como Uso para Refuerzo estructural.288 1998Sistema
Internacional de Unidades SI, y Recomendaciones para el Uso de sus
Mltiplos y Otras Unidades.2.004 1998Terminologa de las Normas
COVENIN MINDUR de Edificaciones.2.002 1988Criterios y acciones
Mnimas para el Proyecto de Edificaciones.1.618 1998Estructuras de
Acero para Edificaciones, Proyecto, Fabricacin y
Construccin.1.756-1 2001Edificaciones Sismorresistentes Parte 1:
Requisitos (1ra Revisin).2.003 1989Acciones del Viento Sobre las
Construcciones.NTF-2.000-1-2009Carreteras, autopistas y vas
urbanas. Especificaciones y mediciones.1.753 2006Proyecto y
Construccin de Obras en Concreto estructural.GeneralesMTC
1997Normas para el Proyecto de Carreteras.MINDUR 1981Manual de
Vialidad Urbana.LOPCYMATLey Orgnica de Prevencin, Condiciones y
Medio Ambiente de Trabajo.M.O.P 1967Manual de Drenaje.LOPCYMATLey
Orgnica de Prevencin, Condiciones y Medio Ambiente de
Trabajo.Gacetas OficialesN 5.021-1995Normas para la Clasificacin y
el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos de
Efluentes Lquidos.N 4.358-1992Extraordinario/MSAS. Ley Penal del
Ambiente.N 33.868-1987Extraordinario/MSAS. Ley Orgnica de Ordenacin
Urbanstica. N 4.044-1988 Normas Sanitarias para el proyecto,
construccin, reparacin, reforma y mantenimiento de edificaciones,
08 de Septiembre de 1988.N 4.103-1989Normas Sanitarias para el
proyecto, construccin, reparacin, reforma y mantenimiento de las
instalaciones sanitarias para desarrollos urbansticos, 02 de Junio
de 1989.Normas InternacionalesACI 318-2008Building Code
Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) and
Commentary.UBC-1991Uniform Building Code.A.I.S.C.-1999American
Institute of Steel Construction.GENERALIDADESLos planos de
implantacin del proyecto se desarrollan en coordenadas UTM tomando
como base las coordenadas indicadas en los planos topogrficos
suministrados por PETROJUNIN. Dicha informacin debe ser validada
por el replanteo de campo a ser realizado por la empresa encargada
de la construccin del proyecto. En caso de coordenadas locales sus
valores se ajustan de forma tal, que no se generen coordenadas
negativas en el rea a ser desarrollada.Las obras son diseadas con
el fin de proporcionar: Seguridad tanto para el personal como para
las instalaciones. Facilidad para el crecimiento futuro. Facilidad
de mantenimiento.Especificaciones de materialesLos materiales a
emplear en las obras civiles del Proyecto SISTEMA DE TUBERAS DE
RECOLECCIN DE CRUDO DILUIDO Y DE DISTRIBUCIN DE DILUENTE DE LA
DIVISIN JUNN TRAMO 1, cumplen con las siguientes
caractersticas:Caracteristicas Acero de RefuerzoEl acero de
refuerzo a utilizar cumple con los requerimientos del cdigo ASTM
A-615 grado 60 (COVENIN 316). Lmite elstico: 4.200 kg/cm2.
Alargamiento de rotura (en 20 cm, incluida la estriccin) > 8%.La
malla electrosoldada cumple con los requerimientos del cdigo ASTM
A-185. Lmite elstico: 5.000 kg/cm2. ConcretoEl cemento a ser usado
es del tipo Prtland ASTM C150 Tipo I.El peso especfico del concreto
armado se considerar igual a WC = 2.500 kg/m3. Acero
EstructuralPeso Especfico7.850 kg/m3Mdulo de Elasticidad
Longitudinal (Mdulo de Young)E = 2,1 x 106 kg/cm2Mdulo de
Elasticidad Transversal (Mdulo de Corte)G = E / [2 (1
+m)]Coeficiente de Poisson (en rango elstico)m = 0,30Coeficiente de
Dilatacin Trmica Lineala = 1,2x10-5 C Pernos de UninLos pernos
estructurales, incluyendo tuercas y arandelas endurecidas lisas,
son de alta resistencia y de acuerdo con la norma ASTM-A325, Tipo
I. son galvanizados segn ASTM A153 y de dimetro mnimo de 5/8, a
menos que se indique lo contrario en los planos.
Pernos de anclajesLos pernos para uniones secundarias y pernos
de anclajes se ajustan a las especificaciones ASTM-A307. Todos los
pernos son galvanizados segn ASTM A153-82 y a menos que se indique
lo contrario en los planos, el dimetro mnimo es de 5/8. SoldaduraSe
considera soldadura de arco para conectar o ensamblar partes de los
miembros estructurales, siempre que el trabajo de soldadura sea
ejecutado de acuerdo con las normas AWS D1.1. Metal base ASTM A-36.
Los electrodos para soldadura de arco metlico manual estarn
conformes con la norma AWS 5.1.Resistencia y Esfuerzos Permisibles
Concreto La resistencia a la compresin final mnima a los 28 das y
curada en el laboratorio es como se indica a continuacin: Concreto
en Fundaciones (Puentes):fc = 250 kg/cm2 Concreto en soportes y
Sper-Estructura:fc = 210 kg/cm2 Concreto pobre para asiento de
Fundaciones:fc = 140 kg/cm2, o Piedra picada para asiento de
Fundaciones: # 1 Mortero de NivelacinTipo SIKA GROUT-gr-104 o
similar con una resistencia >= 300 kg/cm2 en un da y >= 650
kg/cm2 a los 28 das, para ser usado en relleno de placas base,
placas de nivelacin de columnas y anclaje de pernos y cabillas.
Acero de Refuerzo Esfuerzos mximos admisibles de traccin:Rat =
2.100 kg/cm2 Limite elstico convencional:fy = 4.200 kg/cm2 Acero
Estructural Planchas: ASTM A36 fy= 2.530 kg/cm2 Perfiles Tubulares:
API-5L Gr. B / ASTM A53fy= 2.460 kg/cm2 Perfiles Tubulares: ASTM
A500 Gr. C fy= 3.515 kg/cm2 Perfiles NacionaleS: fy= 2.530 kg/cm2
SoldaduraEsfuerzo de corte en el rea efectiva = 1.200 kg/cm2Si el
metal base es diferente al ASTM A36; la resistencia al corte ser la
del metal base.Soldadura de filete: Esfuerzo de corte en el rea
efectiva = 1.012 kg/cm2Electrodos: Electrodo para soldar AWS A5.1
E70XX. Asfalto Carpeta de Rodamiento: Se establece un espesor mnimo
de 13 cm (construidas en dos capas, una de 6 cm de espesor de
sub-base y otra de 7 cm de espesor de base) de mezcla asfltica Tipo
IV y/o BAC-2 con una relacin grava-arena (G/S) < 1. Base
Granular: Se fija un espesor mnimo de 40 cm con material CBR 60% en
condicin seca.DISEO de las instalacionesPara el Diseo Civil, los
clculos y planos toman como informacin bsica los datos obtenidos de
los siguientes estudios: Levantamiento Topogrfico: proporciona los
planos con las curvas de nivel del rea, bosques de galera, reas que
puedan impactar al proyecto y ubica los servicios e instalaciones
presentes en el sitio. Estudio Geotcnico: define las caractersticas
del sub-suelo como material de fundacin, determinando parmetros de
importancia como la capacidad portante del suelo, la geologa de
superficie, el nivel fretico, la resistividad, el comportamiento
dinmico del material. Tambin determina la ubicacin, cantidad
disponible y caractersticas del material de prstamo.Movimiento de
TierrasEl diseo del movimiento de tierras se efecta de acuerdo con
las consideraciones siguientes: La rasante de la topografa
modificada est proyectada considerando, que la escorrenta
superficial de las aguas de lluvia de la zona drene de manera
natural hacia cotas de terreno natural ms bajas en las reas. Para
la rasante de la topografa modificada, se considera una pendiente
mnima transversal de 0,30 %, longitudinal de 0,10 % y una pendiente
mxima de 10,0% en todos los casos. Las cotas de rasante de la
topografa modificada estn definidas considerando como secciones
condicionantes las definidas por las vialidades existentes. Las
cotas rasantes establecidas en las secciones transversales y en la
vialidad de acceso, son las que permiten la ms ptima implantacin
del sistema de drenaje superficial de aguas de lluvia. El espesor
de capa vegetal es de treinta centmetros (30 cm), permitiendo mayor
estabilidad a la base del pavimento.La determinacin de los volmenes
de corte y relleno se realiza a travs de las secciones
transversales establecidas, considerando las cotas de terreno
creadas en el diseo. Estos clculos se ejecutan utilizando el mtodo
de las reas medias y mediante el uso de software especializado
InRoads V8i.Vialidades y AccesoLa vialidad se proyecta para
permitir los accesos y salidas a las estaciones de vlvulas, as como
para el mantenimiento de las instalaciones. El diseo se basa en el
Manual de Vialidad Urbana, MINDUR 1981 y en las Normas para
Proyecto de Carreteras, MTC 1.997; los parmetros a utilizar en el
diseo de las vialidades y accesos se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Parmetros para el Diseo VialParmetroValor
Vehculo de diseo.Tren de CargaHS-20+20%
Trayectorias de diseoWB-15
Velocidad de proyecto60 km/h
Ancho de las vas de acceso a Estacin Intermedia IS-27,20 m
Ancho de las vas de acceso a Estaciones de Vlvulas 6,00 m
Hombrillo0,80
Fuente: MINDUR 1981 Manual de Vialidad Urbana.
Tabla 4. (Continuacin)ParmetroValor
Nmero de canales por calzada2
Radio mnimo interno12,00 m
Pendiente transversal mnima de la va o bombeo2 %
Pendiente longitudinal mnima de la va de acceso 0,00 %
Pendiente longitudinal mxima de la va de acceso 14 %
Longitud mnima de las curvas verticales15 m
Rata de variacin mnima en curvas verticales convexas, para
distancias de visibilidad de frenado9
Fuente: MINDUR 1981 Manual de Vialidad Urbana.No son aceptables
reducciones bruscas en la seccin transversal.EstructurasTodos los
miembros estructurales se disean por el mtodo de los estados lmites
de agotamiento resistente, para resistir los efectos mximos de las
acciones o cargas mayoradas determinadas mediante un anlisis
estructural elstico; la geometra para el clculo est determinada por
la distancia entre los ejes de los elementos estructurales.El mtodo
de anlisis para el clculo estructural asociado a la accin de viento
o sismo se hace contemplando los efectos traslacionales y
rotacionales que produce la aplicacin de estas cargas. La
metodologa general para el clculo de las estructuras sigue los
siguientes pasos: Definicin preliminar de la geometra del sistema
estructural y materiales de construccin. Establecimiento de las
hiptesis de clculo. Determinacin de las cargas actuantes, clculo de
las combinaciones y establecimiento de limitaciones a las
deformaciones. Pre dimensionado de los elementos estructurales.
Clculo de las fuerzas actuantes en los miembros y sus
deformaciones. Chequeo de la resistencia y deformaciones de los
miembros pre dimensionados para verificar la no excedencia de las
limitaciones previamente impuestas. Se procede al ajuste de la
geometra estructural o las caractersticas de los elementos
resistentes, de ser necesario, para repetir el clculo y optimizar
los componentes estructurales. Diseo de los distintos miembros o
elementos estructurales y sus conexiones.Cargas de DiseoLas cargas
de diseo sobre las estructuras se rige por lo establecido en la
Norma COVENIN MINDUR 2.002-1988 Criterios y acciones Mnimas para el
Proyecto de Edificaciones y PDVSA A-261-2001 Criterios y Acciones
Mnimas para el Diseo de Estructuras Industriales. Cargas
Permanentes Estas cargas o acciones, comprenden el peso propio de
las estructuras y otros componentes no estructurales,
constantemente adosados a ellas; los cuales son analizados en ms
detalle, en la memoria de clculo estructural que los involucre.
Cargas VariablesEn este grupo de acciones se incluyen las cargas
por uso, los cambios de temperatura, as como el empuje de lquidos y
tierras, cuando sean de carcter variable. Generalmente, estas
cargas se consideran distribuidas uniformemente sobre los elementos
estructurales que las soportan. VientoEsta es una accin variable
accidental. Las cargas actuantes sobre las estructuras, debidas a
la accin del viento, son calculadas de acuerdo a lo establecido en
la Norma Venezolana COVENIN 2.003-1989 Acciones del Viento sobre
las Construcciones.La velocidad bsica del viento, para el diseo, se
define como la velocidad correspondiente al tiempo patrn de
recorrido del viento medida a 10 m sobre el nivel del terreno tipo
de Exposicin C y asociada al perodo de retorno de 50 aos. Este
valor, en ningn caso, es inferior a los 70 km/h.En este proyecto,
los parmetros bsicos que rige el clculo de la accin del viento son
los indicados en la Tabla 5:Tabla 5. Parmetros Para el Clculo de
las Acciones por VientoParmetroValor
UbicacinEdo. Gurico
Velocidad bsica del viento (km/h)73
Clasificacin segn el usoGrupo B
Factor de importancia elica ()1,00
Accin mnima del viento (km/h)70
Fuente: COVENIN 2.003 1989 Acciones del Viento Sobre las
Construcciones. SismoPara la estimacin de las fuerzas ssmicas
actuantes se utiliza la norma COVENIN 1.756-2001 Edificaciones
Sismorresistentes Parte 1: Requisitos (1ra Revisin). De acuerdo a
lo establecido en estas normas se disea tomando en cuenta los
parmetros indicados en la Tabla 6:Tabla 6. Parmetros para el Diseo
Sismorresistente de las EstructurasEdificaciones (COVENIN
1.756-2.001) - ParmetrosValor
Mapa de riesgo ssmicoZona ssmica2
Coeficiente de aceleracin horizontal A00,15
Clasificacin segn el usoGrupoB2
Factor de importancia 1,00
Fuente: COVENIN 1.756-1:2001 Edificaciones Sismorresistentes-
Parte 1: Requisitos (1ra Revisin). ImpactoEn muchos casos las
cargas variables son acciones dinmicas de impacto no despreciable.
Estas se simulan como una carga variable esttica incrementada a un
determinado porcentaje. Esto se hace, tomando en cuenta las
recomendaciones de los fabricantes de los equipos, para el diseo se
seleccionan, los casos que generen las mayores solicitaciones sobre
los elementos estructurales. Cambios de TemperaturaLos efectos del
cambio de temperatura en edificaciones, son contemplados, cuando
este es determinante en el incremento significativo de las fuerzas
que soportan los miembros estructurales. FriccinPara cuantificar
cualquier carga debida a esta accin se utilizan los valores de la
Tabla 7:Tabla 7. Coeficientes de FriccinTipo de ContactoC
Tefln sobre Acero0,10
Acero sobre Acero0,30
Acero sobre Concreto0,40
Concreto sobre Concreto0,60
Fuente: COVENIN 1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructuralDiseo de Estructuras de Concreto ArmadoEl diseo
de las estructuras de concreto armado se rige por lo establecido en
la norma COVENIN 1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructural. ConcretoEl concreto tiene las caractersticas
para el diseo indicados en las Tablas 8 y 9:
Tabla 8. Propiedades Fsicas del ConcretoPropiedadValor
Mdulo de elasticidad (E) (*)
Relacin de Poisson (n)0,20
Coeficiente de dilatacin trmica (a)1x10-5 C-1
Fuente: COVENIN 1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructuralTabla 9. Resistencia Mnima a la Compresin del
ConcretoUso del Concretofc28das (kg/cm)
Fundaciones y Losas de Piso de Edificaciones 210
Fundaciones para Puentes250
En rellenos miscelneos de concreto, capas de sellado y rellenos
para el anclaje de elementos verticales. 140
Fuente: ASTM-C192 Prctica Normalizada para Preparacin y Curado
de Especmenes de Concreto para Ensayo en Laboratorio. Acero de
RefuerzoEl refuerzo est constituido fundamentalmente por barras
estriadas (COVENIN 316 2.000 Barras y Rollos de Acero con Resaltes
como Uso para Refuerzo estructural) cuyas propiedades para el diseo
se muestran las Tablas 10 y 11:Tabla 10. Propiedades Fsicas para el
Acero de RefuerzoPropiedadValor
Esfuerzo cedente4.200 kg/cm
Mdulo de elasticidad2,1x106 kg/cm
Relacin de Poisson0,30
Coeficiente de dilatacin trmica1,2x10-5 C-1
Fuente: COVENIN 316 2000 Barras de Acero con Resaltes para Uso
como Refuerzo Estructural, 4ta Revisin.Tambin se utiliza malla
electrosoldada de esfuerzo cedente fy=5.000 kg/cm.Tabla 11.
Caractersticas de las Barras de RefuerzoNPesokg/mDimetrocm
(pulg)reacm
30,560,952 (3/8")0,71
41,001,270 (1/2")1,27
51,551,588 (5/8")1,98
62,241,905 (3/4")2,85
73,042,222 (7/8")3,88
83,972,540 (1")5,07
Fuente: COVENIN 316 2000 Barras de Acero con Resaltes para Uso
como Refuerzo Estructural, 4ta Revisin.El recubrimiento de concreto
para las barras estriadas de refuerzo se muestra en la Tabla
12:Tabla 12. Recubrimiento de Las Barras de RefuerzoElemento
EstructuralRecubrimiento (cm)
En elementos de la superestructuraNota 1
En fundaciones y durmientes7,50
En elementos de la superestructuraNota 1
En fundaciones y durmientes7,50
En vigas de riostras y pedestales, as como en losas, tanquillas
y canales en contacto con el suelo.7,50
En losas protegidas de la intemperie.3,00
Fuente: COVENIN 1.7532006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructuralNota 1: Segn tabla 7.2.4 Recubrimientos mnimos,
COVENIN 1.7532006Combinaciones de CargaLas solicitaciones sobre la
estructura, sus miembros y juntas para el estado lmite de
agotamiento resistente (U), se determinan con base en las hiptesis
de solicitaciones que produzcan el efecto ms desfavorable, el cual
puede ocurrir, cuando una o ms solicitaciones estn actuando
simultneamente, por lo que se estudian las siguientes
solicitaciones. Cuando la solicitacin pueda cambiar de sentido, se
tiene en cuenta en todas las combinaciones posibles, cambiando los
signos de manera consistente. Combinacin de solicitaciones para el
estado lmite de agotamiento resistente (Edificaciones): U = 1,4 (CP
+ CF) U = 1,2 (CP + CF + CT) + 1,6 (CV + CE) + 0,5 CVT U = 1,2 CP +
1,6 CVT + ( CV 0,8 W) U = 1,2 CP 1,6 W + CV + 0,5 CVT U = 1,2 CP +
CV S U = 0,9 CP 1,6 W U = 0,9 CP S U = 0,9 CP + 1,6 CEDonde:CP:
Acciones o solicitaciones debidas a cargas permanentes.CF: Acciones
o solicitaciones debidas al peso y a la presin de fluidos con
densidades bien definidas y alturas mximas controlables.CV:
Acciones o solicitaciones debidas a las cargas variables.CVT:
Acciones o solicitaciones debidas a las cargas variables en techos
y cubiertas.CT: Acciones o solicitaciones debidas a cambios de
temperaturas, fenmenos reolgicos como la fluencia y la retraccin de
fraguado, y asentamientos diferenciales.CE: Acciones o
solicitaciones debidas al empuje de tierras u otros materiales,
incluyendo la accin del agua contenida en los mismos.S:
Solicitaciones o efectos debidos a las acciones ssmicas.W: Acciones
o solicitaciones debidas al viento. Combinacin de solicitaciones
para el estado lmite de agotamiento resistente (Puentes): Segn la
Norma COVENIN 1618, las combinaciones de cargas mayoradas para
diseo bajo Estados Limites (LRFD), resultan: 1.4PH
1.4PO+1,4FLO+1,4FTO 1.4PV+1.4FLV+1.4FTVAccin del Viento
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO+1.3WX 1.2PO+1.2FLO+1.2FTO-1.3WX
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO+1.3WZ 1.2PO+1.2FLO+1.2FTO-1.3WZ
1.2PV+1.2FLV+1.2FTV+1.3WX 1.2PV+1.2FLV+1.2FTV-1.3WX
1.2PV+1.2FLV+1.2FTV+1.3WZ 1.2PV+1.2FLV+1.2FTV-1.3WZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+1.3WX 0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-1.3WX
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+1.3WZ 0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-1.3WZ
0.9PV+0.9FLV+0.92FTV+1.3WX 0.9PV+0.9FLV+0.9FTV-1.3WX
0.9PV+0.9FLV+0.9FTV+1.3WZ 0.9PV+0.9FLV+0.9FTV-1.3WZAccin del Sismo
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO+SX+0.3SY+0.3SZ
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO+0.3SX+SY+0.3SZ
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO+0.3SX+0.3SY+SZ
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO-SX-0.3SY-0.3SZ
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO-0.3SX-SY-0.3SZ
1.2PO+1.2FLO+1.2FTO-0.3SX-0.3SY-SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+SX+0.3SY+0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+0.3SX+SY+0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+0.3SX+0.3SY+SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-SX-0.3SY-0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-0.3SX-SY-0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-0.3SX-0.3SY-SZDonde:SX: sismo en X SY: sismo en
Y SZ: sismo en Z PV: Peso Tubera Vaca PO: Peso Tubera En Operacin
PH: Prueba Hidrosttica WX: Viento Longitudinal WZ: Viento
TransversalFLV: Friccin Longitudinal Tubera Vaca FLO: Friccin
Longitudinal Tubera en Operacin FTV: Friccin Transversal Tubera
Vaca FTO: Friccin Transversal Tubera En Operacin
El factor de combinacin de las solicitaciones () debidas a las
acciones variables es 1,00; excepto en pisos y terrazas de
edificaciones destinadas a vivienda en donde se toma como 0,50.
(Norma COVENIN 1.753-2006 Proyecto y Construccin de Obras en
Concreto estructural).Las solicitaciones ssmicas (S) se obtienen
segn Norma COVENIN 1.756 2001 Edificaciones Sismorresistentes Parte
1: Requisitos (1ra Revisin).Cuando las solicitaciones por viento
(W) no hayan sido reducidas por un factor de direccionalidad, se
permite usar 1,3xW en lugar de 1,6xW.Las presiones laterales del
suelo no se incluyen en las combinaciones de solicitaciones cuando
se opongan a otras acciones; pero se incluyen en el clculo de las
resistencias minoradas.Cuando se consideren los efectos de impacto,
en las combinaciones pertinentes se sustituye la carga variable
(CV) por la carga variable ms el incremento por impacto (CV +
impacto).Las estimaciones de los efectos debidos a: asentamientos
diferenciales, fluencia, retraccin o cambios de temperatura, se
basan en una evaluacin de los mismos sobre la estructura en
condiciones de servicio.Adems de cumplir con el Estado Lmite de
Agotamiento Resistente, la estructura y sus componentes se
proyectan para que tengan la rigidez adecuada para limitar las
flechas, deformaciones, vibraciones y fisuracin que puedan afectar
desfavorablemente la resistencia, el comportamiento en condiciones
de servicio y la durabilidad para el uso previsto de la
construccin.A menos que para las condiciones de utilizacin
previstas se formulen hiptesis ms severas, en el Estado Lmite de
Servicio se selecciona el efecto ms desfavorable que resulte de
aplicar las combinaciones siguientes: Combinaciones de
solicitaciones para el estado lmite de servicio (Edificaciones): CP
CV + CVT (CP + CF + CT) + (CV + CE) + CVT
Combinaciones de solicitaciones para el estado lmite de servicio
(Puentes):Para el chequeo de los esfuerzos permisibles del suelo,
desplazamientos, derivas, entre otros, se aplicarn las cargas a
nivel de servicio, segn se presentan a continuacin: PH PO+FLO+FTO
PV+FLV+FTV Accin del Viento PO+FLO+FTO+WX PO+FLO+FTO-WX
PO+FLO+FTO+WZ PO+FLO+FTO-WZ PV+FLV+FTV+WX PV+FLV+FTV-WX
PV+FLV+FTV+WZ PV+FLV+FTV-WZAccin del Sismo
PO+FLO+FTO+SX+0.3SY+0.3SZ PO+FLO+FTO+0.3SX+SY+0.3SZ
PO+FLO+FTO+0.3SX+0.3SY+SZ PO+FLO+FTO-SX-0.3SY-0.3SZ
PO+FLO+FTO-0.3SX-SY-0.3SZ PO+FLO+FTO-0.3SX-0.3SY-SZEstas
combinaciones aplican slo para el chequeo de las fundaciones
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO+SX+0.3SY+0.3SZ
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO+0.3SX+SY+0.3SZ
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO+0.3SX+0.3SY+SZ
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO-SX-0.3SY-0.3SZ
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO-0.3SX-SY-0.3SZ
1.1PO+1.1FLO+1.1FTO-0.3SX-0.3SY-SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+SX+0.3SY+0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+0.3SX+SY+0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO+0.3SX+0.3SY+SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-SX-0.3SY-0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-0.3SX-SY-0.3SZ
0.9PO+0.9FLO+0.9FTO-0.3SX-0.3SY-SZ 1.1PO+1.1FLO+1.1FTOEl sismo ser
la accin simultnea de las tres (3) componentes Sx, Sy y Sz,
obtenindose al combinar los valores del 100% de la solicitacin del
sismo en una direccin, con el 30% de cada una de las solicitaciones
debida al sismo en las otras (2) dos direcciones ortogonales. Este
criterio implica la consideracin de tres (3) casos correspondientes
a la asignacin del 100% en cada una de las tres (3) direcciones,
considerando todos los signos posibles. (COVENIN 1756-1.
Edificaciones Sismorresistentes, Seccin 8.6 y PDVSA JA-221, Seccin
C.10).Espesores Mnimos de Losas y VigasEn los miembros sometidos a
flexin resistentes en una direccin, que no soporten ni estn unidos
a componentes no estructurales susceptibles de ser daados por
grandes flechas, se emplean los espesores mnimos estipulados en la
Tabla 13, a menos que el clculo de las flechas, indique que puede
usarse un espesor menor sin efectos adversos.Tabla 13. Altura Mnima
de Vigas o Espesor Mnimo de Losas, a Menos que se Calculen las
FlechasMiembrosAltura o Espesor Mnimo, h
Miembros que no soportan ni estn unidos a componentes no
estructurales susceptibles de ser daados por grandes flechas
Simplemente apoyadoUn extremo continuoAmbos Extremos
continuosVoladizo
Losas MacizasL/20L/24L/28L/10
Vigas o Losas con nervios en una sola
direccinL/16L/18,5L/21L/8
Fuente: COVENIN 1.7532006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructural.Miembros Solicitados a FlexinLas disposiciones
se aplican a los miembros de los sistemas estructurales Tipo I, II
y III; segn la clasificacin establecida en la norma COVENIN
1.7562006 Proyecto y Construccin de Obras en Concreto estructural,
dimensionados para resistir las solicitaciones inducidas por las
acciones ssmicas.Los miembros flexionados a ser diseados cumplen
con los siguientes requisitos: La fuerza de compresin axial
mayorada en estos miembros no excede de 0,1A fc La luz libre (Ln)
es por lo menos cuatro veces su altura til, d. La relacin anchura /
altura de su seccin transversal es mayor o igual que 0,30. La
anchura mnima es de 25 cm. La anchura mxima no excede la anchura
del miembro que le sirve de soporte, medido en un plano
perpendicular al eje longitudinal de la viga, ms una distancia, a
cada lado, no superior al 75% de la altura total de la viga. Cuando
por razones arquitectnicas, la viga plana, forma parte del sistema
resistente a sismos, su altura es mayor o igual a 15 veces el
dimetro de la mayor barra longitudinal de las columnas donde se
apoya. La viga con cartela se analiza y detalla tomando en
consideracin sus caractersticas geomtricas y de
comportamiento.Excepto que el rea de acero sometida a traccin en
cada seccin sea un tercio (1/3) mayor que el requerido por el
anlisis estructural, en cualquier seccin de un miembro flexionado,
al rea del acero de refuerzo mnimo en los lechos superior e
inferior, no es menor que:
Donde:Asmin:rea de acero mnimo (cm2).bw:Ancho del alma
(cm).d:Altura til de la seccin (cm).Fy::Esfuerzo cedente del acero
(kg/cm2).f'c:Resistencia especificada del concreto (kg/cm2).Y la
cuanta mxima max no debe exceder de 0,025.Cada seccin del miembro
tiene por lo menos una barra continua no menor de N 4 en cada
esquina.El detallado del acero de refuerzo longitudinal cumple con
las siguientes disposiciones: En la cara de los apoyos, el acero de
refuerzo del lecho inferior de la viga es tal que la capacidad para
resistir momentos positivos es por lo menos la mitad de la
capacidad para resistir momentos negativos. En cualquier seccin a
lo largo del miembro la capacidad tanto de momentos positivos como
de momentos negativos, es por lo menos igual a la cuarta parte de
la mayor capacidad resistente de la seccin en la cara de los
apoyos.El acero de refuerzo transversal en forma de estribos
cerrados, confina las siguientes zonas: La porcin comprendida entre
la cara del apoyo y una distancia igual a 2h en ambos extremos del
vano. Una distancia igual a 2h a cada lado de la seccin en donde se
considere probable que ocurra la cedencia por flexin, a
consecuencia de los desplazamientos laterales inelsticos en la
estructura.En las zonas confinadas, los estribos son cerrados y su
separacin (So), no excede el menor de los siguientes valores: d/4 8
veces el dimetro de la barra longitudinal ms delgada 24 veces el
dimetro del estribo 30 cmEn las zonas confinadas, y a menos que el
diseo por corte resulte ms exigente, se coloca acero de refuerzo
transversal mnimo con una separacin no mayor que 0,50 d.Miembros
Solicitados a Flexin y Carga AxialLos requisitos se aplican al
diseo de los miembros solicitados por carga axial de compresin y
momentos flectores que forman parte de prticos dctiles de los
sistemas resistentes a sismos, Tipo I y II.Los miembros a ser
diseados cumplen con los siguientes requisitos: La fuerza axial
mayorada es menor que 0,75fc. La menor dimensin transversal, medida
a lo largo de una recta que pase por su centro geomtrico, no es
menor que 30 cm. La relacin entre la menor dimensin de la seccin
transversal y la correspondiente en una direccin perpendicular, no
es inferior a 0,40. La dimensin mnima de columnas de peso normal y
de cualquier seccin h, en la direccin paralela al acero de refuerzo
de la viga no es menor que lo obtenido con la siguiente frmula:
Donde:db: Dimetro de la barra longitudinal de mayor dimetro de
la viga, cuando esta se extiende a travs del nodo viga columna.El
acero de refuerzo longitudinal se determina para la combinacin ms
desfavorable de carga axial y momentos mayorados.La cuanta
geomtrica () no es menor que 0,01 ni mayor de 0,06.A menos que el
diseo por corte requiera una mayor cantidad, se dispone el acero de
refuerzo transversal por confinamiento. El acero de refuerzo
transversal especificado, se dispone a lo largo de la longitud
(Lo), medida desde cada cara del nodo y a ambos lados de cualquier
seccin donde sea previsible que ocurra la cedencia del acero de
refuerzo. La longitud (Lo) no es mayor que: La mayor dimensin de la
seccin transversal del miembro. 1/6 de la altura libre del miembro.
45 cm.En la direccin del acero de refuerzo longitudinal, las
ligaduras cerradas para el Nivel de Diseo 3 (ND3), quedan separadas
a una distancia no mayor que: 1/4 de la menor dimensin del miembro.
6 veces el dimetro de la barra longitudinal de menor dimetro. El
valor Sx y acotado entre 10 y 15 cm.
Donde:Sx:Mxima separacin del acero de refuerzo transversal en
columnas (cm).hx:Separacin horizontal mxima entre barras
arriostradas por ligaduras o ganchos en todas las caras de una
columna (cm). Resistencia al AplastamientoLa resistencia de diseo
al aplastamiento en el concreto no debe exceder de (0,85 fc A1),
excepto cuando la superficie de apoyo sea mayor que el rea cargada,
en cuyo caso se podr multiplicar el rea cargada por:
Donde:A2= rea cargada (cm2).A1= rea mxima de la base de un
tronco de pirmide o cono contenido completamente dentro del apoyo
que es geomtricamente similar y concntrica con el rea cargada
(cm2).FundacionesEl diseo de las fundaciones de concreto armado se
rige por los lineamientos presentes en el captulo 15 de la norma
COVENIN 1.753 2006 Proyecto y Construccin de Obras en Concreto
estructural. Cumplen con dos condiciones esenciales: Las
fundaciones son seguras contra la falla del suelo de soporte (falla
por corte). Los asentamientos finales de la fundacin bajo las
condiciones de carga a largo plazo estn dentro de los lmites
permisibles.Las fundaciones son dimensionadas para asegurar una
efectiva transmisin de esfuerzos al suelo, dentro de los rangos
permisibles.stas son de concreto armado, rectangulares o cuadradas,
y se asientan sobre una capa de concreto pobre o de piedra picada;
los parmetros para el diseo de las mismas se muestran en la Tabla
14.Las fundaciones superficiales, son diseadas para resistir flexin
y corte (planos posibles de falla y punzonado).En fundaciones
sujetas a cargas de sismo o viento, el esfuerzo del suelo es
incrementado en un 33%. En ningn caso el porcentaje no comprimido
del rea de apoyo de la fundacin es mayor al 25 %.
Tabla 14. Parmetros para el Diseo de Fundaciones
SuperficialesParmetroValor
Ancho mnima de las zapatas.1,25 m(1)
Espesor mnimo de las zapatas.0,30 m
Profundidad de asiento.1,50 m (1)
Dimensin mnima del pedestal.0,35 m
Dimensin del bisel en la parte expuesta del pedestal.0,025 m
Factor de seguridad al volcamiento.2,00
Factor de seguridad al levantamiento.1,50
Factor de seguridad al deslizamiento.1,50
Mximo asentamiento para zapatas.0,015 m (1)
Lecho de concreto pobre/piedra picada.0,05-0,10 m
(1)Valor que se ajustar, de ser necesario, respetando las
recomendaciones del estudio de suelos.
PedestalesEn cuanto a los pedestales, estos penetran una
longitud igual a 1,20 m en el terreno; en caso de fundaciones para
estructuras metlicas, los pedestales tienen las dimensiones
requeridas para contener adecuadamente los pernos de anclaje y
alejarlos de la zapata.Las dimensiones a nivel de planta se rigen
por el tamao de las columnas, as como por la disposicin de los
pernos de anclaje. Para el dimensionamiento de los pedestales se
cumple lo siguiente: Las dimensiones del pedestal son iguales o
mayores a las columnas que llegan a ellos. En caso de estructuras
metlicas las dimensiones de los pedestales son mayores que las
dimensiones de las placas de anclaje ms 75 mm en ambas direcciones
horizontales y la distancia mnima entre el centro del perno y el
borde del pedestal es de 150 mm o 6 dimetros del perno, cual sea
mayor.Fundaciones de Equipos EstticosPara dimensionar las
fundaciones de equipos estticos se requiere el peso del equipo
vaco, lleno y en operacin, el cual se ser suministrado por la
disciplina mecnica. Los valores mnimos de la relacin de Estabilidad
son de 1,5 y 1,8 para el montaje del equipo y para el resto de las
condiciones respectivamente.Los asentamientos esperados debern ser
compatibles con los esfuerzos admisibles en las conexiones de las
tuberasPara los equipos la carga permanente se define en funcin de
tres estados, que son los siguientes: Vaco: en esta etapa, actan
las cargas debidas al peso propio y las partes conectadas. Prueba:
contempla las cargas generadas en la etapa de ejecucin de la prueba
hidrosttica, incluyen la accin del agua contenida en el equipo o
tubera. Operacin: durante este perodo, que es el predominante
durante la vida del equipo y las tuberas, actan las cargas debidas
al peso vaco ms el peso del fluido de operacin contenido.Acero de
RefuerzoLas fundaciones para bombas no requieren del uso de acero
de refuerzo adicional a la cantidad mnima normalizada.En caso de
requerir acero de refuerzo, ste consiste en cabillas de 3/8
separadas 30,00 cm centro a centro; se permite el uso de malla
electrosoldada de 150 mm x 150 mm x 5 mm como acero de refuerzo.
Pernos de AnclajePara el anclaje de las unidades de bombeo, se
prefiere el uso de anclajes con camisa Tipo B, C y D; segn estndar
de Ingeniera 0602.2.411 Standard Anchor Bolt.Mortero de Nivelacin o
GroutEl diseo considera la colocacin de un mortero de nivelacin o
grout de 2,50 cm de espesor mnimo entre la fundacin de concreto y
la plancha de acero de la base del equipo.Soportes de TuberasSe
disean varios tipos de soportes que sirven de apoyo a los
diferentes tendidos de tuberas requeridas para las interconexiones
de los diversos equipos.Se utilizan soportes tipo durmientes de
concreto y metlicos; la seleccin de un tipo u otro depende del
arreglo de las tuberas y nivel de stas respecto al terreno o losa
de piso.Todo soporte con altura menor de 0,50 m se disea en
concreto armado.Para el diseo de los soportes de tuberas se
consideran la especificacin de ingeniera de PDVSA JA-221 Diseo
Sismorresistente de Instalaciones Industriales, y las guas de
ingeniera 90615.1.009 Fundaciones para Prticos Soportes de Tuberas
y 0602.1.585 Diseo de Prticos para Soporte de Tuberas. Diseos de
ElementosLos soportes tipo durmientes estn formados por un pedestal
rectangular y una zapata de concreto armado, con resistencia del
concreto a los 28 das f'c = 210 kg/cm y acero de refuerzo fy =
4.200 kg/cm.Los pedestales de los durmientes se disean como muros
sometidos a flexo - compresin y las zapatas se consideran
igualmente como miembros sometidos a flexin. Adicionalmente, se
realizan las correspondientes verificaciones de corte, punzonado,
aplastamiento y volcamiento. Todo lo indicado anteriormente se
realiza de acuerdo a la Norma "Proyecto y Construccin de Obras de
Concreto Estructural COVENIN 1753-2006.Estructuras H para
TuberasLas estructuras H hincadas para tuberas son diseadas para
satisfacer todas las condiciones operacionales a las cuales las
tuberas o equipos puedan estar sujetos (sismos, cargas de viento,
cargas hidrostticas, otros factores segn normativa vigente).Las
estructuras H para tuberas satisfacen los siguientes
requerimientos: Pueden ser ajustados en el lugar de trabajo. Pueden
ser instalados inmediatamente con personal y equipos ordinarios.La
longitud mxima de los tramos de tubera est limitada para que el
esfuerzo longitudinal de la tubera debida a carga de peso, no
exceda el 50% del esfuerzo permitido en la tubera a su temperatura
de operacin. Se toma en consideracin las cargas concentradas debido
a vlvulas, bridas, ramales, entre otros. Para tuberas de 20
pulgadas o menores, los espacios seleccionados entre soportes no
permite una deflexin superior a 15 mm. Los accesorios estructurales
fijados al acero, tienen suficientes apoyo y soldadura para
soportar adecuadamente la carga mxima calculada, incluyendo carga
de prueba hidrosttica.Los prticos se disearn como elementos
metlicos sometidos a flexo - compresin, de acuerdo a lo establecido
en la Norma COVENIN - MINDUR 1618 Estructuras de Acero para
Edificaciones. Anlisis de CargaLas cargas para el diseo por efecto
de viento, sismo, tuberas, etc., se calcularn basndose en la norma
PDVSA A-261 Criterios y Acciones Mnimas para el Diseo de
Estructuras Industriales.Combinaciones de CargasLas acciones o
cargas son combinadas para producir las solicitaciones ms crticas
para el diseo de los miembros estructurales. Se combinan aquellas
cargas que pudieran razonablemente ocurrir simultneamente.Para el
diseo de estructuras de acero por el Mtodo de los Estados Lmites,
se aplican las combinaciones de carga debidamente factorizadas como
se indica a continuacin:I. Equipo vaco o en montaje:1,4D + 1,4 (AE
o LE)1,2D + 1,2 (AE o LE) 0,8W0,9D 1,3W1,2D+ 1,4 (AE o LE)] + CV
1,0SII. Equipo en Prueba:1,4D + 1,4TE1,2D + 1,2TE + 0,8WIII. Equipo
en Operacin:1,4 (D + OE + T)1,4 (D + OE + T) + 1,6CV1,2D + 1,2OE +
1,2T+1,6CV W)1,2D + 1,2OE + CV 1,0S0,9(D + OE) + 1,4T1,3W0,9(D +
0E) 1,0S1,2D + 1,2OE + 1,2T 1,3W1,2D + 1,0OE 1,0SIV. Equipo en
Mantenimiento:1,4 (D + LE + PF)V. Estructuras y los Elementos
Estructurales:1,4 D1,2 D + 1,6 CV1,2 D 0,8 W1,2 D 1,3 W + 0,5CV0,90
D 1,3W1,2D + CV S0,9D + S 1,2D+1,2FTabla 15. Nomenclatura Utilizada
en las Combinaciones de Cargas SimbologaDescripcin
DCarga muerta (permanente)
CVCarga variable
OECarga equipo en operacin
TECarga equipo en prueba
AECarga equipo en montaje
LECarga equipo vaco
HEmpuje de tierra u otros materiales incluyendo la presin del
agua
FCarga por friccin
SCarga ssmica
WCarga de viento
PFFuerza de halado
CACarga de anclaje
TCarga trmica
FLPresin de Fluidos con densidades bien definidas
Estructuras de AceroLos elementos estructurales de acero son
diseados por el mtodo de estados lmites atendiendo en todo momento
lo establecido en la norma COVENIN 1.618 1998 Estructuras de Acero
para Edificaciones. El diseo a la rotura de estos elementos, cuando
estn sometidos a corte, momentos flectores y/o fuerzas axiales,
deben basarse en el cumplimiento de las condiciones de equilibrio
aplicables, en la compatibilidad de las deformaciones y en las
siguientes hiptesis: Las deformaciones en la seccin del elemento se
suponen proporcionales a su distancia al eje neutro. Se utilizan
elementos estructurales de acero con un diagrama
esfuerzo-deformacin elasto-perfectamente plstico de mdulo de
elasticidad (Es) y esfuerzo cedente (Fy). La mxima deformacin
permitida en el acero es la que produce la cedencia del
mismo.MaterialesEn el diseo se utilizan las propiedades del acero
dadas en la Tabla 16; los valores de la tensin cedente (Fy) y la
resistencia a la traccin (Fu) son los valores especificados de los
productos considerados.Tabla 16. Propiedades del Acero
EstructuralPropiedadValor
Mdulo de elasticidad (E)2,1 x 106 kg/cm
Mdulo de corte (G)808.000 kg/cm
Coeficiente de Poisson (n)0,30
Peso unitario (r)7.850 kg/cm
Coeficiente de dilatacin trmica lineal (a)11,7 x 10-6 /C
Fuente: COVENIN 1.618 1998 Estructuras de Acero para
Edificaciones, Proyecto, Fabricacin y Construccin.SolicitacionesLas
solicitaciones mayoradas sobre la estructura, sus miembros, juntas
y conexiones, as como su sistema de fundaciones; se determinan de
la hiptesis que produzca el efecto ms desfavorable.Se revisan las
siguientes combinaciones para el estado lmite de agotamiento
resistente, cuando la solicitacin pueda cambiar de direccin, se
tienen en cuenta todas las combinaciones posibles, cambiando
adecuadamente los signos: 1,4 CP 1,2 CP + 1,6 CV +0,5 CVT 1,2 CP +
1,6 CVT + (0,5 CV 0,8 W) 1,2 CP + 1,3 W + 0,5 CV + 0,5 CVT 0,9 CP
1,3 W 1,2 CP + CV S 0,9 CP SDonde:CP: Carga permanenteCV: Carga
vivaCVT: Carga viva de techoS: Carga debida a solicitaciones
ssmicasW: Cargas debidas a las acciones del viento:Factor de
combinacin de solicitacionesCuando sea exigido, las solicitaciones
mayoradas se calculan con las siguientes combinaciones: 1,2 CP + CV
0 Sh 0,9 CP 0 ShDonde:Sh: Componente horizontal de la accin
ssmica0: Factor de sobrerresistencia del sistema estructural
resistente a sismos, ver Tabla 17.Tabla 17. Factor de
Sobrerresistencia 0SistemaFactor de sobrerresistencia del sistema
estructural resistente a sismos 0
Todos los sistemas formados por prticos3
Prticos con diagonales y sistemas con muros estructurales2,5
Todos los otros sistemas 2
Fuente: COVENIN 1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en
concreto estructural.Para la verificacin del estado lmite de
servicio se formulan las hiptesis de solicitaciones adecuadas para
seleccionar el efecto ms desfavorable bajo las condiciones
previstas de utilizacin.En el diseo o verificacin del estado lmite
de servicio se consideran independientemente las solicitaciones ms
desfavorables de las acciones debidas al viento o al sismo.
Control de los DesplazamientosPara el control de las deflexiones
se toman los valores de la Tabla 18:Tabla 18. Deflexiones Mximas
PermisiblesElemento EstructuralTipo de DeflexinMximo Permisible
Vigas principales en edificaciones.Vertical. Flecha instantnea
debida a la accin de la carga variable.L/360
Vigas secundarias en edificaciones.L/240
Vigas en voladizo.L/180
Tramos de vigas que soportan gras mviles con capacidad menor a
25 t.Vertical. Debida a la carga mxima por rueda, sin considerar el
impacto.L/600
Tramos de vigas que soportan gras mviles con capacidad igual o
mayor a 25 t.Vertical. Debida a la carga mxima por rueda, sin
considerar el impacto.L/800
Tramos de vigas que soportan gras mviles.Lateral. Debida a las
cargas laterales de las grasL/600
Fuente: COVENIN 1.618 1998 Estructuras de Acero para
Edificaciones, Proyecto, Fabricacin y Construccin.Nota: L es la
separacin entre apoyos del miembro estructural. Fuente: COVENIN
1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en concreto
estructural.
Para el control de los desplazamientos laterales totales en el
caso de sismo o viento se toman los siguientes valores de la Tabla
19, como mximos permisibles:Tabla 19. Desplazamientos Laterales
Totales PermisiblesElemento EstructuralCaso de CargaMximo
permisible
Columnas. Desplazamiento total en el tope.Fuerzas laterales de
gras o accin del vientoL/400
Entrepisos que soportan o estn unidos a elementos no
estructurales susceptibles de ser daados por grandes
deformaciones.VientoL/500
Entrepisos que no soportan ni estn unidos a elementos no
estructurales susceptibles de ser daados por grandes
deformaciones.VientoL/400
Desplazamiento relativo entre niveles conectados a elementos, no
estructurales, susceptibles de sufrir daos por deformaciones de la
estructura.SismoL/80
Desplazamiento relativo entre niveles conectados a elementos, no
estructurales, que no son susceptibles de sufrir daos por
deformaciones de la estructura.SismoL/60
Fuente: COVENIN 1.618 1998 Estructuras de Acero para
Edificaciones, Proyecto, Fabricacin y Construccin.Nota: L es la
separacin entre apoyos del miembro estructural. Fuente: COVENIN
1.7532.006 Proyecto y construccin de obras en concreto
estructural.Los desplazamientos mximos por efecto de sismo se
estiman como el producto de los desplazamientos elsticos
multiplicados por el factor de ductilidad o el factor de reduccin
de respuesta, segn aplique, en funcin del anlisis empleado. En
ningn caso, la deriva de cada nivel (desplazamiento relativo entre
niveles) excede 2,50% de la altura del mismo.Sistemas de
DrenajeEstos sistemas son los encargados de captar, canalizar y
disponer las aguas de lluvia. La disposicin final del agua captada
se hace en cuerpos de agua existentes u otras reas aptas para tal
fin. La descarga se realiza considerando que la velocidad se
encuentre dentro de los rangos permisibles, para evitar procesos
erosivos.Aguas de LluviaDentro de esta clasificacin se incluyen las
aguas de lluvia provenientes de la vialidad, estacionamiento y otro
tipo de reas (baldas, techos de edificaciones) donde se puede
garantizar que no se producen derrames contaminantes. Componentes
del Sistema La infraestructura para la captacin, canalizacin y
disposicin final de las aguas de lluvia, tomando en cuenta las
caractersticas de las diferentes reas es fundamentalmente
superficial, a travs de brocales, cunetas y canales de concreto
armado. El sistema cerrado o de tuberas, se utiliza cuando no
exista otra alternativa (cruces de va y pasos de tuberas).En esta
infraestructura se identifican los siguientes componentes: Canales
AbiertosSe utilizan secciones tpicas, de uso comn (rectangular,
trapecial), diseadas a seccin plena. Para el diseo de cunetas se
toman en cuenta los parmetros indicados en la Tabla 20:
Tabla 20. Parmetros para el Diseo de CunetasParmetroValor
Pendiente Longitudinal Mnima0,20 %
Velocidad Mnima0,75 m/s
Velocidad Mxima4,00 m/s
Ancho mojado mximo en la calzada.1,50 m
Borde Libre Mnimo5 cm
Fuente: Manual de Drenaje MOP/ Gaceta Oficial N 4.103. Sumideros
de RejillaLos sumideros son del Tipo INOS. Las pletinas son
colocadas preferiblemente paralelas a la direccin del flujo para
disminuir la posibilidad de obstruccin y aumentar la capacidad del
sumidero; sin embargo, a fin de lograr mayor resistencia
estructural se colocan en forma inclinada.El movimiento del agua a
travs de las rejillas se supone como el flujo a travs de un
orificio rectangular, considerando el rea neta de la abertura;
debido a la posibilidad de obstruccin, el rea neta de las rejillas
se considera igual al doble del rea resultante de clculo bajo esta
hiptesis. Las pletinas de la rejilla estn separadas centro a
centro, una distancia que oscila entre 2,50 cm y 6,00 cm.La
ubicacin de los sumideros obedece fundamentalmente a la limitacin
de las reas drenadas y la capacidad de estos, una vez definidas sus
dimensiones finales. TuberasLas tuberas, de ser necesarias, son de
seccin transversal circular, conducen las aguas captadas y se
conectan entre s, a travs de tanquillas o bocas de visita, para su
mantenimiento. Estas son de concreto corrugado, fc = 210 kg/cm,
diseadas para trabajar a seccin plena y toman en cuenta los
parmetros indicados en la Tabla 21:Tabla 21. Parmetros para el
Diseo de Tuberas Drenajes de LluviaParmetroValor
Pendiente Longitudinal Mnima 0,50%
Velocidad Mnima 0,75 m/s
Velocidad Mxima 5,00 m/s
Dimetro Mnimo en colectores de red10
Tirante de Agua Mnimo5 cm
Fuente: Manual de Drenaje MOP/ Gaceta Oficial N 4.103Caudal de
DiseoEl gasto de diseo para las obras de drenaje proveniente de la
lluvia, es estimado siguiendo el conocido Mtodo Racional y de
acuerdo con la frmula:
Donde:Q = gasto de diseo (L/s; m3/s).C = coeficiente de
escorrenta (adimensional).I = intensidad de lluvia promedio para
una duracin y perodo de retorno determinado (Lps/m2) (1 mm/h =
2,78-04 Lps/m2).A = rea de la cuenca a drenar (ha; m2).La aplicacin
de este mtodo est limitada a cuencas o reas de captacin menores de
500 ha.El coeficiente de escorrenta depende de la permeabilidad del
suelo y de la cobertura del mismo, en la Tabla 22 se indican los
coeficientes de escorrenta tpicos utilizados:Tabla 22. Coeficiente
de EscorrentaCoberturaC (adimensional)
Techos1,00
Pavimentos Concreto0,70 0,95
Pavimentos Asfalto0,70 1,00
Suelo Compactado0,80
Grava Compactada0,70
Suelo Natural sin Vegetacin0,60
Grava sin Compactar0,50
Fuente: Manual de Drenaje MOP/ Gaceta Oficial N
4.103/HE-251-PRT-1.995Tabla 23. (Continuacin)CoberturaC
(adimensional)
Arena Compactada y Suelo Natural con Vegetacin0,40
Suelo sin Compactar y Csped0,20
reas construidas0,35
reas no construidas0,85
Fuente: Manual de Drenaje MOP/ Gaceta Oficial N
4.103/HE-251-PRT-1.995Para realizar el clculo de la intensidad de
lluvia se toman los valores de las curvas representativas de
intensidad-frecuencia-duracin, obtenidas del manual de drenaje del
MOP de la regin III, siendo este valor de 460lps/ha.10460
Figura 2 Curva Intensidad-Frecuencia-DuracinEn el caso de la
frecuencia y duracin se considera lo siguiente:El Manual de drenaje
(MOP-1.967) establece en el captulo V, cuadro V-1a (Lmite de
inundacin permisible en vas en zonas rurales), cuando el drenaje es
hacia y por las cunetas, con borde superior de la cuneta como lmite
de la zona inundable, el valor de frecuencia (TR) es de 10 aos,
considerando las indicaciones de este artculo y estimaciones de las
condiciones locales, para el presente proyecto el valor de
frecuencia se establece en 25 aos.Para el tiempo de duracin la
norma INOS-1989 establecen en su artculo 3.14.1 lo siguiente: El
tiempo de duracin que debe considerarse para la determinacin de la
intensidad de lluvia, no ser inferior a 5 minutos. En cada caso se
fijar el tiempo de precipitacin, de acuerdo a las condiciones
locales, en concordancia con las indicaciones de este artculo y
estimaciones de las condiciones locales, para el presente proyecto
el tiempo de duracin de la precipitacin se establece en 10 min.
PETROJUNNHU00311001-0D0I3-CD11001Revisin0Pgina
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