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CORPORACIN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE CODELCO CHILE
CRITERIO DE DISEO CORPORATIVO
ESTRUCTURAL
DCC2008-VCP.GI-CRTES02-0000-001-0
REVISIN 0
SGP-GI-ES-CDI-001
VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS
GERENCIA DE INGENIERA
VIGENCIA 31 DE MARZO DE 2008
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CORPORATIVO
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VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE
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PREFACIO El presente Criterio de Diseo se emite en cumplimiento
del mandato de la Vicepresidencia Corporativa de Proyectos de
Codelco Chile de elaborar un conjunto de documentos tcnicos que,
organizados de una manera sistemtica y accesible, constituyan un
marco de referencia general para la ejecucin de los diseos de
ingeniera estructural de los proyectos que desarrolle la corporacin
a partir de 2006. Este Criterio se sustenta en tres bases. La
primera son las normas tcnicas que regulan las condiciones de diseo
en materia estructural, la segunda son las instalaciones existentes
en las distintas divisiones de la Corporacin y la tercera es la
amplia experiencia y lecciones aprendidas dentro de la Corporacin
en el mbito de la Ingeniera Civil Estructural. Este Criterio de
Diseo es general y debe entenderse como un estndar mnimo, en
consideracin a que no puede ser exhaustivo debido a la gran
cantidad de combinaciones de requerimientos, especificidades y
detalles que se pueden presentar en los distintos proyectos y a la
gran variedad de condiciones ambientales y disposicin del terreno
de cada una de las divisiones de la Corporacin, desde Chuquicamata
en la segunda regin hasta Sewell en la sexta. Por lo tanto, en caso
de requerirse, el presente Criterio puede ser ampliado en cada
Proyecto, por medio de un documento complementario, que agregue y
precise los detalles y aspectos que sean necesarios. En una prxima
revisin se espera incorporar una parte importante de los detalles
de diseo, que pueden ser incluidos en este Criterio general, en la
medida en que han llegado a ser estndares para todas las
instalaciones de la Corporacin. Finalmente, los redactores
manifiestan su agradecimiento a los ingenieros de contrapartida que
se desempean en los proyectos de la Corporacin, quienes hicieron
numerosas observaciones en las revisiones preliminares, las cuales,
en distintos sentidos, contribuyeron en una magnitud importante a
que este documento pueda salir a la luz mejor integrado para ser
una herramienta til en su objetivo de servir a la Corporacin y a la
comunidad que participa en los proyectos corporativos. Tambin se
agradece a los distintos representantes, integradores y entes
externos por su valioso aporte de informacin y experiencia. NOTA :
Este Criterio de Diseo puede ser modificado slo con la aprobacin
del Lder Funcional de la Disciplina Civil Estructural y del Gerente
Funcional de Ingeniera, y la autorizacin del Vicepresidente
Corporativo de Proyectos de CODELCO-Chile.
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NDICE
PREFACIO..........................................................................................................................2
1.0 ALCANCE
................................................................................................................4
2.0 GENERAL
................................................................................................................5
3.0 ESTNDARES Y
NORMAS.....................................................................................7
4.0 UNIDADES
.............................................................................................................12
5.0 CARGAS
................................................................................................................13
6.0 COMBINACIONES DE
CARGAS...........................................................................19
7.0 TENSIONES DE TRABAJO
ADMISIBLES............................................................20
8.0 DEFORMACIONES
ADMISIBLES.........................................................................20
9.0 EQUIPO VIBRATORIO
..........................................................................................21
10.0 REQUERIMIENTOS PARA EL ANLISIS
SSMICO.............................................22 11.0
REQUISITOS DE DISEO PARA ESTRUCTURAS DE ACERO
..........................22 12.0 REQUISITOS DE DISEO PARA LAS
ESTRUCTURAS DE HORMIGN ARMADO Y
FUNDACIONES............................................................................................36
13.0 REQUISITOS DE DISEO PARA MADERA ESTRUCTURAL
.............................47 14.0 REQUISITOS DE DISEO DE
ALBAILERA......................................................49
15.0 REQUERIMIENTOS DE DISEO PARA DESCANSOS ELASTOMERICOS, TEXTILES
PREFORMADOS Y TFE.
................................................................................52
16.0 MECANICA DE
SUELOS.......................................................................................53
17.0
APROBACIONES...................................................................................................54
ANEXO
1...........................................................................................................................57
1.0 ENTREGABLES DE INGENIERA CONCEPTUAL
...............................................57 2.0 ENTREGABLES
DE INGENIERA BSICA
..........................................................59 3.0
ENTREGABLES DE INGENIERA DE DETALLES
...............................................62
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1.0 ALCANCE
a. Este Criterio de Diseo se aplicar a todas las estructuras
industriales proyectadas por CODELCO-Chile bajo la gestin,
supervisin y ejecucin de la Vicepresidencia Corporativa de
Proyectos (VCP), las Empresas de Servicios de Ingeniera (el
"Ingeniero") y/o los Fabricantes de las Estructuras. Toda
modificacin especfica de estos criterios deber ser a `probada por
la Gerencia de Ingeniera de la VCP y se dejarn establecidas en
Especificaciones Especiales Complementarias que se refieran a cada
proyecto especfico y las que sern obligatorias de acuerdo a los
trminos del contrato correspondiente.
b. Todas las cargas y condiciones de carga que no sean explcitas
en estos Criterios,
o en las Especificaciones Complementarias Especiales, sern
definidas por el Ingeniero o Contratista de Servicios de Ingeniera
y sometidas a la aprobacin de VCP. La aprobacin de VCP ser
concedida sin perjuicio de la responsabilidad correspondiente del
Ingeniero o Contratista. Ser obligatorio para el Ingeniero o
Contratista el definir las condiciones faltantes o no explcitas
segn se explic ms arriba.
c. Las Especificaciones Especiales preparadas por VCP pueden
reemplazar algunos
de los requerimientos contenidos en estos Criterios Generales de
Diseo de la VCP (CD-VCP). Sin embargo, las Especificaciones que
prepare el Ingeniero o Contratista no pueden modificar ningn
requerimiento de CD-VCP ni de las Especificaciones Complementarias
Especiales de VCP. Si as se pretendiere, la modificacin o
sustitucin ser nula y considerada como inexistente.
d. El proyecto y los dibujos que no estn de acuerdo con los
requerimientos de VCP
y/o las Especificaciones Especiales de VCP, debern ser rehechas,
an si hubieran sido errneamente aprobadas.
e. Cualquier complemento, modificacin o sustitucin a CD-VCP ser
admitida y
acordada antes de la suscripcin del contrato, si y solamente si
ambas parte suscribieren un documento separado especial aceptando
esa modificacin singular. Cualquiera otra modificacin no incluida
en ese documento ser considerada nula.
f. Para cualquier efecto contractual la versin oficial de CD-VCP
ser en espaol.
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2.0 GENERAL
a. Los tamaos, de lminas de dibujo, ttulos, notas y nmeros se
ajustarn a los Estndares de VCP.
b. Los dibujos, documentos y clculos preparados por proveedores
extranjeros sern
generalmente en idioma ingls y el trabajo hecho en Chile lo ser
en idioma espaol.
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2.1 Condiciones Ambientales Tabla 2-1 Condiciones Ambientales
Valores referenciales
Divisin
Norte Gaby Salvador Andina El Teniente Ventanas Condiciones
ambientales y ssmicas - - Minco Potrerillos Saladillo Mina
MinCoFu Rancagua -
Temperatura mxima, de diseo 40 C 40 C 40 C 40 C 40 C 40 C 40 C
40 C 40 C
Temperatura mxima 30 C 30 C 30 C 30 C 20 C 20 C 30 C 35 C 32
C
Temperatura mnima -5 C -6 C -7 C -7 C -10 C -10 C - 9 C - 5 C 0
C
Humedad media 23 @ 42 % 27.5 % 35 % 40 @ 60 % 46% 46% 86.6 % 20
@ 50 % 85 % Humedad mxima 100 % 100 % 50 % 100 % 60 % 60 % 99 % 80
% 100 % Humedad Mnima 5.9 % 2 % 8 % 10 % 23 % 23 % 13 % 6 % 40
%
Ambiente
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores
corrosivos
Sucio y polvoriento, algunas zonas con gases y vapores
corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas con gases y
vapores corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas con gases y
vapores corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas con gases y
vapores corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas con gases y
vapores corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas c.on gases y
vapores corrosivos
Sucio y polvoriento,
algunas zonas con gases y
vapores corrosivos
Alto contenido de partculas de polvo
metlico. Vapores cidos. Neblina salina
Altura metros s.n.m
Mnima - Mxima
2750-2790 m.s.n.m. 2700 m.s.n.m. 2400 m.s.n.m. 2800 m.s.n.m.
1600-1700 m.s.n.m.
3000-4100 m.s.n.m. 1600-2300 m.s.n.m. 500 m.s.n.m.
50 m.s.n.m.
Velocidad del Viento (mxima registrada en la
zona)
162 km/h 140 km/h 160 km/h 160 km/h 180 km/h 180 km/h 140 km/h
100 km/h 100 km/h
Radiacin solar, promedio mensual
mximo
450 W/m2
420 W/m2
350 W/m2
400 W/m2
500 W/m2
600 W/m2
350 W/m2
300 W/m2
350 W/m2
Precipitacin de lluvia anual 37 mm 40 mm 55 mm 55 mm 830 mm 830
mm 760 mm 360 mm 400 mm
Precipitacin de Nieve anual Despreciable Despreciable
Ocasionales 0.8 m
Ocasionales 0.8 m 7 m 7-18 m 7.00 m Ocasional Despreciable
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3.0 ESTNDARES Y NORMAS 3.1 General
a. Los requerimientos del presente CD-VCP prevalecern sobre
otros estndares a que se refiere este documento. Como por ejemplo,
las Tensiones Unitarias Bsicas y Mdulo de Young.
b. Las materias no cubiertas por CD-VCP se ajustarn a
International Building
Code (IBC), ltima edicin, por International Conference of
Building Officials, Ca.
c. Las disposiciones de CD-VCP no pueden ser contradichas ni
anuladas por las
de IBC.
d. Las materias no cubiertas por CD-VCP ni por IBC se ajustarn a
los Reglamentos y Normas Chilenos del Instituto Nacional de
Normalizacin (INN) que, en este caso, determina el diseo, a menos
que se especifique directamente otra cosa.
e. Se considerar la ltima edicin de todos los cdigos que aqu se
mencionan,
excepto cuando una edicin especial est comprometida o
involucrada particularmente.
3.2 Normas y estndares chilenos 3.2.1 Estndares generales y de
diseo Ordenanza General de Construcciones y Urbanizacin, ley para
la Repblica de
Chile.
NCh 2369 de 2003 Diseo Ssmico de estructuras e instalaciones
industriales. NCh 427 Para el clculo de estructuras de acero. NCh
430 a R86 Para Hormign Armado, clculo a la rotura, slo como
referencia. NCh 432 Para cargas de viento. NCh 433 Clculo
Sismo-resistente de Edificios no industriales. NCh 1198 Para el
proyecto de edificios de madera.
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NCh 1537 Para cargas vivas en edificios. NCh 1928 Para el clculo
de albailera armada. NCh 2123 c97 Para el clculo de albailera
confinada En general, la Norma NCh 433 no se usar, a menos que VCP
requiera expresamente su uso en relacin con edificios no
industriales.
3.2.2 Materiales NCh 148 y 158 Para el Hormign. NCh 163 Para
agregados. NCh 168 y 169 Para ladrillos cermicos. NCh 170 Para
hormign. NCh 181 Para bloques de hormign. NCh 203 Para acero
estructural. NCh 204, 211 y 434 Para barras de refuerzo.
NCh 206 Para barras de acero y pernos.
NCh 218 y 219 Para mallas de acero soldadas para hormign armado.
NCh 1207 y 1990 Para madera estructural. NCh 2577 Barra de Plstico
reforzado con fibra de vidrio ,fibra de
carbono . Los apndices de NCh 170 tendrn carcter obligatorio y
no son meramente una
recomendacin sino un requerimiento de CD-VCP. Especialmente son
obligatorias los referentes a hormigonado en tiempo seco y
caluroso y a la exposicin del hormign a ambientes contaminados o
agresivos.
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La norma NCh 430.aR86 es una traduccin del estndar ACI 318-83.
El Ingeniero deber tener en cuenta que, para ACI 301,
"Specification for Structural Concrete for Buildings", las probetas
de hormign son cilndricas.
La equivalencia con las probetas cbicas estndar INN se establece
mediante una
tabla de conversin que forma parte de la norma NCh 170. Del
mismo modo, considrese eliminada la Seccin 4.3.1 de ACI 318 y
reemplcese por el criterio siguiente: Para hormigones grado H30
e inferiores, el nivel de confianza de la resistencia no
ser menos de 95%. Para hormigones de grado superior a H30, el
nivel de confianza de la resistencia no
ser menos de 90%. 3.2.3 Normas extranjeras 3.2.3.1 Estndares
Generales y de Diseo International Building Code 2006 (IBC),
International Code Council American Institute of Steel Construction
(AISC) Specification for Structural Steel
Buildings, " Allowable Stress Design". American Institute of
Steel Construction (A.I.S.C) High and Heavy Industrial
Buildings (1979) Association of Iron and Steel Engineers (AISE):
"Guide for the Design and
Construction of Mill Buildings", (Informe Tcnico N 13, 2003,
AISE). American Welding Society (AWS): "Structural Welding Code"
(AWS D1.1). American Petroleum Institute (API): "Welded Steel Tanks
for Oil Storage" (API
650). American Petroleum Institute (API): Recomended Rules for
Design and
Construction of large welded, low pressure Storage Tanks (API
620). Structural Steel Painting Council (S.S.P.C.): "Specifications
for Blast Cleaning and
Painting".
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American Association of State Highway and Transportation
Officials (AASHTO): "Standard Specification for Highway Bridges".
Descansos de elastmeros y de Politetrafluoretileno.
American Concrete Institute (ACI): "Building Code Requirements
for Reinforced
Concrete" (ACI 318S-05). American Concrete Institute (ACI):
Seismic Design of liquid Containing Concrete
Structures (ACI 350.3-01) 2002. American Concrete Institute
(ACI): Control of Cracking in Concrete Structures (ACI
224R-90). BS 8007-1987 British Standard Design of Concrete
structures for retaining
aqueous liquids. NZS 3106 -1986 Standards Association of New
Zealand Concrete Structures for the
Storage of Liquids. Occupational Safety and Health
Administration (OSHA): "General Industry
Standards". Crane Manufactures Association of America Inc
Specifications for Top Running and
Under Running Traveling Cranes Utilizing Under running Trolley
Hoist, 1987. State Mine Inspectorate of North Rhine-Wostphalia.
Trippers and Spreaders. Regulation for the calculation and
dimensioning of large open-cut machines (BG
1986. International Standart Organization. ISO-5049-1-Mobile
Continuos Bulk Handling,
Equipment Part 1. Normas para el proyecto de Estructuras.
Federation Europene de la Manutention. (FEM) - Section II, para
componentes
mecnicos. American Society of Mechanical Engineers, (ASME), para
Calderas y Recipientes
de Presin, Section VIII, Divisin 1. ANSI/ASME B31. 3b, ltima
edicin, Planos de Ingeniera Qumica y Reglamento
de Refineras para tuberas de presin.
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Structural Engineers Association of California (SEAOC):
"Recommended Lateral Force Requirements", 1999, para requerimientos
ssmicos como se anota ms adelante.
American Society for Testing and Materials (ASTM). Normalizacin
aplicable a
varios materiales de construccin especificados en los
Reglamentos civiles estructurales.
3.2.3.2 Materiales ASTM A 36 y A 572 Para acero estructural
importado ASTM A 325 y A 490 Para pernos de alta resistencia. ASTM
A 307 Para pernos, y tuercas y golillas de bajo carbono. ASTM
Boiler and Pressure Code, para calderas y recipientes de presin,
aplicables
a acero al carbono y baja aleacin. ASTM 304, 304 L y AISI 316,
316 L para aceros al cromo-nquel (aceros
inoxidables). ASTM D3841 para paneles de poliester reforzado con
fibra de vidrio. ASTM C 1159 para cemento polimrico de azufre, que
se use para aumentar la
resistencia qumica en los Hormigones Rgidos de Azufre. 3.2.3.3
Adems de cumplir con los antedichos cdigos, normas y
reglamentaciones, el
proyecto cumplir con cualquier ley o requisito impuesto por las
autoridades locales. En el caso en que los requerimientos difieran
de los previstos en las secciones 3.1, 3.2, y 3.3, prevalecern los
ms severos.
3.2.3.4 Entidades reguladoras extranjeras:
MSHA Mine Safety and Health Administration OSHA Ocupation Safety
and Health Administration Part 1910 Subpart D:
general Industry Standars CMAA Crane manufacturers Association
of America. Regulations and Standars Applicable to metal and
Nonmetal Mining and Milling operation.
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3.2.3.5 Entidades reguladoras en Chile
Ministerios de Obras Pblicas Ministerios de Vivienda y Urbanismo
Ministerios de Minera Ministerios de Transportes
Direccin General de Aguas Direccin de Obras Sanitarias Servicio
Nacional de Obras Sanitarias
4.0 UNIDADES
a. Las dimensiones en planos de estructuras de acero, debern
mostrarse en milmetros (no se requiere usar la abreviacin mm).
b. Las dimensiones de los elementos de hormign se expresarn en
centmetros
(no se requiere usar la abreviacin cm). Sin embargo a Ingenieros
extranjeros se les permitir usar slo milmetros si as lo solicitan.
En tal caso cada plano llevar una nota visible que establezca que
"todas las dimensiones estn en milmetros".
c. En dibujos que muestren elevaciones relativas a un nivel de
referencia, y/o
coordenadas, como en planos de disposicin general, las
dimensiones se mostrarn en metros con tres cifras decimales.
d. Las unidades inglesas podrn ser usadas en dibujos que
modifiquen diseos
desarrollados previamente en ese sistema de unidades, cuando
expresamente lo requiera VCP.
e. Los perfiles laminados de origen extranjero se denominarn de
acuerdo a los
estndares del pas de origen. En ese caso, la abreviacin de la
Asociacin o Instituto que define tal norma, se mostrar entre
parntesis.
f. En los planos de diseo, los perfiles chilenos de acero
estructural se
denominarn de acuerdo con el "Manual de Diseo para Estructuras
de Acero" del Instituto Chileno del Acero (ICHA), con el objeto de
facilitar la estimacin del peso total de las estructuras.
g. Sin embargo, en los planos de fabricacin, se entregar una
descripcin
completa de los perfiles (alto, ancho, espesores, etc.) en la
columna marcada OBSERVACIONES de la Lista de Materiales, para
facilitar el trabajo de taller.
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En los planos de detalle, la descripcin usual en milmetros se
usar para perfiles ngulo (perfiles L) mencionando el ancho de las
alas seguido del espesor.
h. Los pernos de anclaje, insertos de acero y otros elementos,
se detallarn en
milmetros en los planos de estructuras de acero, aunque sean
mostrados en centmetros en los planos de hormign.
i. Sin embargo, los dimetros nominales de pernos y tuercas; los
dimetros de
pernos de anclaje y los hilos se especificarn en pulgadas.
j. El acero de refuerzo para hormign se especificar de acuerdo
al sistema mtrico, expresando el dimetro en milmetros.
k. Las dimensiones de maderas se darn en pulgadas de acuerdo a
las normas
NCh 1207 y 1198.
l. Los clculos y anlisis estructurales se harn en el Sistema
Mtrico Tcnico (fuerzas expresadas en kg o toneladas mtricas y masas
en unidades tcnicas) o en el Sistema Internacional de unidades MKS
(fuerzas expresadas en Newton o kN y masas en kg).
5.0 CARGAS 5.1 Cargas muertas 5.1.1. Adems de considerarse como
cargas muertas el peso de las estructuras,
techumbres, pisos, muros y paneles, plataformas, equipo
permanente, materiales normalmente almacenados, etc., las presiones
laterales y verticales de lquidos, gases y materiales fluidos
(granulares o similares) sern tambin tratadas como cargas
muertas.
5.1.2 Se consideran como cargas muertas los siguientes
conjuntos:
a) Peso del Edificio que considera los elementos estructurales
pesados: vigas, losas, techumbre, columnas, muros, tabiques,
plataformas, etc., y los no estructurales pesados: peso de las
terminaciones (cielos falsos, estuco, terminaciones de piso,
etc.).
b) Carga suspendida. Todas las cargas colgantes permanentes
tales como
puentes de caeras, bandejas de soportes de cables elctricos,
luminarias, etc.
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c) Cargas fijas. Todo el equipo menor que no se muestra en el
diagrama de
cargas, tales como pequeas bombas, motores, agitadores, etc.,
incluyendo el cojinete de hormign.
d) Cargas introducidas por el equipo. Estas cargas son
proporcionadas por los
proveedores o indicadas en el Diagrama de Cargas. (Peso del
equipo, carga de operacin, carga de exceso - overflow).
e) Empuje de tierras sobre muros de sostenimiento. Presiones
laterales y
verticales de lquidos, gases y materiales capaces de fluir.
Materiales almacenados.
f) La acumulacin de polvo en la estructura ser considerada como
carga
permanente, con un peso especifico de 1400 kg/m3 y un talud de
1:1,5 (V:H). 5.2 Cargas vivas 5.2.1 Estas incluirn cargas debidas
al trfico y/o permanencia de personas,
depositacin de cargas, cargas de operacin de vehculos, presiones
de gases, lquidos o tierras que sean o puedan ser variables en el
tiempo durante la operacin normal.
5.2.2 Si el peso del equipo fijo es incluido especficamente como
carga muerta y el lugar
que ste ocupa no es accesible, se omitir la carga viva de piso
de la superficie correspondiente.
5.2.3 Las cargas vivas de piso que se consideren sern las que se
listan ms abajo, sin
detrimento de otras que puedan ser especificadas, si resulta
recomendable para un proyecto especfico.
5.2.4 Las cargas vivas sern aquellas indicadas en los planos de
Ingeniera Bsica y de
Procesos, pero no menores que las mostradas aqu: Pisos y
plataformas industriales, con equipo liviano: 400 kg/m2, (menos de
500
kg. por unidad) Pisos y plataformas industriales, equipo pesado:
800 kg/m2.
reas de almacenamiento y Bodegas, equipo y/o materiales
livianos: 600 kg/m2. reas de almacenamiento y Bodegas, equipo o
materiales pesados: 1200 kg/m2.
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reas de reunin, salas de archivo: 500 kg/m2. Bibliotecas: 1.000
kg/m2. Pisos de mantenimiento, plataformas: 400 kg/m2. Oficinas,
reas privadas: 250 kg/m2. Aleros, corredores, escaleras y
descansos: 400 kg/m2. Pasillos de Correas Transportadoras: 120
kg/m2. Pasillos miscelneos y acceso a plataformas de equipos: 400
kg/m2. Escaleras de gato y escalas: 200 kg/m2. Techos: 100 kg/m2.
Estacionamientos: 500 kg/m2. Sobrecarga adyacente a estructuras:
1250 kg/m2. Salas de conmutadores elctricos: 1000 kg/m2.
Estructura Soporte de camiones: La mayor de entre AASHTO
HS-20-44, y pesos mximos de vehculos de carretera (Manual de
carretera Vol. 3 Seccin 3.005) o camiones mina cuando sea
aplicable.
5.2. Las cargas vivas en otras reas se definirn segn las
recomendaciones del
Informe Tcnico N 13 del AISE, Seccin 3.3. Los pasillos de
correas transportadoras se verificarn para una carga
concentrada
de 300kg en las ubicaciones ms desfavorables. Los pasamanos
debern ser capaces de soportar una fuerza horizontal de 75kg
aplicada en cualquier lugar de stos. Para carros distribuidores
(trippers) y apiladores (stackers), las cargas de clculo y
la combinacin crtica de cargas pueden ser aplicadas segn
BG-1986.
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Una carga concentrada de 1000kg, como carga de montaje, se
considerar aplicada en las vigas de edificios que soportan equipos
pesados.
5.2.6 La pendiente mnima de techo ser 15%, con excepcin de
aquellos techos que
queden ubicados bajo la proteccin y al interior de un edificio
mayor. 5.3 Reduccin de cargas vivas 5.3.1 Las cargas vivas
uniformes pueden ser reducidas, de acuerdo con su probabilidad
de ocurrencia en grandes superficies, segn se indique en los
planos de Ingeniera Bsica y de Procesos. En ausencia de tales
criterios, se aplicarn las siguientes recomendaciones de la Norma
NCh 1537:
No se considerar reduccin para acopios, bodegas y archivos. Para
otros pisos de hasta 500kg/m2 de carga viva, cuando el rea
tributaria del
elemento que se deba proyectar sea mayor o igual que 15 m2; la
carga viva de piso puede ser reducida en 0.8% por cada m2 del rea
tributaria.
Sin embargo, en ningn caso, la carga viva reducida ser menor que
el 60% de la
carga no reducida. Para cargas de techo se usar un criterio
similar excepto que, para considerar
reduccin, el rea tributaria mnima ser 20m2. Se puede aplicar una
reduccin adicional de 2,33% por cada 1% de pendiente de
techo. La pendiente mxima que se considerar, ser 30%. As el
coeficiente de reduccin para ser aplicado a la carga viva de techos
ser: (1-0.008 A) * (1 - 2,33 s)
Donde: A es el rea tributaria en m2 y s es la pendiente de techo
unitaria, condicionado a:
A > 20m2 y s < 0,30 La carga reducida, as calculada, no
ser menor que el 40% de la carga viva no
reducida. 5.3.2 Estas reducciones se permitirn en el diseo de
las columnas, muros de fundacin,
fundaciones, enrejados y losas planas.
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5.3.3 Sin embargo, no se permitir reduccin para plataformas de
piso, vigas laminadas
y armadas. 5.3.4 Asimismo no se permitir reduccin para bodegas,
reas de acopio, torres de
proceso y estanques. 5.4 Cargas de Operacin 5.4.1 Las cargas de
puente gras sern las indicadas por el Informe Tcnico N 13 del
AISE, "Guide for the Design and Construction of Steel
Buildings", 2003. 5.4.2 Las respuestas transientes inducidas en la
partida, detencin o frenado de los
equipos mecnicos, elctricos o hidrulicos, y los fenmenos de
dinmica de fluidos que corrientemente suceden durante la operacin
normal, sern tambin tratadas como cargas de operacin.
5.4.3 La informacin necesaria para el clculo de resistencia bajo
impacto y cargas de
operacin, se requerir a los fabricantes de los equipos. 5.4.4
Las cargas de impacto de equipos mviles, rotatorios y de
accionamiento
recproco, (mecanismos de biela-manivela), se calcularn mediante
los datos indicados por el fabricante, pero no sern menores que
aquellas especificadas en el Informe Tcnico N13 de A.I.S.E, Seccin
3.5.
El mnimo incremento asumido en las cargas vivas por el impacto
ser el siguiente:
a) Puentes - gra, motorizados. - Las cargas vertical, lateral y
longitudinal cumplirn con lo dispuesto en
las secciones A 4.2 y A 4.3 de la Especificacin A.I.S.C. -
Puente gra con cabina de operacin 25%. - Puente gra operado con
botonera 10%.
b) Ventiladores y equipo de accionamiento recproco.
El Ingeniero o su grupo de Proyectos Mecnicos debern entregar
los datos relativos a las fuerzas dinmicas no balanceadas en
ventiladores, equipos de accionamiento alternativo y otros.
5.4.5 La respuesta dinmica inducida por equipo rotatorio (con o
sin impacto) o
maquinaria que produce impacto peridico (como las trituradoras
de mandbula), sern superpuestas a la respuesta ssmica en la
eventualidad de un terremoto.
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Por lo tanto, se exigirn al fabricante los parmetros geomtricos
y mecnicos
necesarios para el desarrollo de los clculos correspondientes en
forma apropiada. 5.5 Cargas de Temperatura El estudio de las
tensiones y deformaciones, las fuerzas y desplazamientos que
resulten de la contraccin o expansin debidos a cambio de
temperatura se basarn en las variaciones de temperatura segn lo
indique el fabricante o los Planos de Proceso, con un mnimo de 40 C
como gradiente trmico (+20 C y -20 C).
5.6 Cargas de Nieve Las cargas de nieve se calcularn de acuerdo
a lo indicado en la Norma Nch 431,
excepto lo indicado en el Anexo Divisional de estos criterios.
5.7 Cargas de Viento
Para el clculo de fuerzas debidas a la accin del viento se
aplicar lo especificado en la norma NCh 432, excepto lo indicado en
el Anexo Divisional de estos criterios.
5.8 Cargas Ssmicas Las cargas ssmicas se determinaran segn lo
expuesto en los criterios de diseo
ssmico CDS-VCP .Para Instalaciones Industriales se utilizar la
norma NCh 2369 of 2003. Para edificios de tipo habitacional se
utilizar la Norma Nch 433 of 96. Para estanques y similares se
utilizar la norma API 650 en su apndice E.
5.9. Cargas de Montaje
Los elementos estructurales deben ser verificados para las
cargas muertas y las cargas vivas de construccin. Se considera una
carga de montaje de 1ton concentrada, aplicada en cualquier punto
de las vigas de techo y de las plataformas .En las costaneras de
techo la carga de montaje ser de 100kg aplicada en el punto medio
de la luz.
5.10 Cargas de Transporte
Cuando se trasladen grandes equipos con "zorras" o "crawlers" se
har necesario ejecutar un anlisis de estabilidad que minimice el
riesgo.
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Este anlisis considerar todas las cargas, estticas y dinmicas,
que tengan que ver con el movimiento y la pendiente. La
responsabilidad ser del Transportista con el Visto Bueno del
Ingeniero.
5.11 Carga de chutes y tolvas
Los chutes y tolvas se disearan para la condicin normal de
operacin mas impacto, y se chequearn para la condicin de
atascamiento .En esta ltima condicin se podrn aumentar las
tensiones admisibles en un factor 1.3.
6.0 COMBINACIONES DE CARGAS 6.1 Las estructuras se proyectarn
para la ms crtica de las siguientes combinaciones
de carga:
I- Cargas muertas, cargas vivas, cargas de operacin. Cargas de
temperatura, si es significativa. II- Cargas muertas, cargas vivas,
cargas de operacin, cargas de viento o sismo. Cargas de Temperatura
si es significativo. III- Cargas muertas, cargas muertas de montaje
y cargas vivas de montaje. IV-Cargas de transporte.
6.2 Se establecern otras combinaciones de acuerdo con el carcter
normal o eventual
de cargas debidas a equipos especiales. 6.3 Las cargas mnimas de
puente - gra en Edificios Industriales se considerarn
como sigue, excepto que, por alguna condicin especial de
operacin, el proveedor indique consideraciones ms restrictivas:
Para combinacin I:
a. Un puente gra con impacto vertical, lateral y traccin
longitudinal. b. Un puente gra con empuje lateral y traccin
longitudinal ms la carga vertical
inducida por otros puentes gra sin incluir impacto. Para la
combinacin II:
a. Un puente gra sin ningn efecto dinmico, combinado con cargas
de viento. b. Todos los puentes gra sin carga, sin efecto dinmico
combinados con
solicitacin ssmica.
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c. Impacto de un puente - gra en el tope del riel, sin
considerar viento ni terremoto.
7.0 TENSIONES DE TRABAJO ADMISIBLES 7.1 Cuando el clculo
estructural est basado en el mtodo de las tensiones de trabajo
admisibles se aplicarn los siguientes factores sobre las
tensiones bsicas: Combinacin I : 1,00 Combinacin II : 1,33
Combinacin III : 1,50 Combinacin IV : 1,00 7.2 Cuando el clculo
estructural est basado en el mtodo de factores de carga y de
resistencia, o clculo al lmite, se usarn los factores de carga
que seale el cdigo aplicable correspondiente.
8.0 DEFORMACIONES ADMISIBLES 8.1 Para elementos estructurales
Vigas en general: 1/300 de la luz Cerchas y enrejados: 1/700 de la
luz
Vigas de puente gra, vertical, debido a carga viva e impacto
vertical: 1/1000 de la luz, excepto indicaciones especficas del
proveedor por condiciones especiales de operacin
Vigas de puente gra, horizontal, debido a impacto: 1/500 de la
luz, excepto indicaciones especficas del proveedor por condiciones
especiales de operacin.
Costaneras y planchas de techo, columnas para viento, debido a
peso propio y cargas vivas: 1/200 de la luz.
Costaneras laterales y revestimientos, carga muerta y viva:
1/200 de la luz Equipo de proceso, horizontal, debido al viento:
1/150 de la altura Columnas de edificio, horizontal, debido a
viento o sismo: 1/200 de la altura
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Transportadores, deformacin vertical debido a carga muerta y
viva, sin peso
material en trnsito: 1/500 de la luz Transportadores,
horizontal, debido a viento o sismo: 1/300 de la luz Si los
miembros tienen la debida contraflecha, las cargas muertas
pueden
considerarse en el clculo. 8.2 Compatibilidad de Deformaciones
Ssmicas La compatibilidad de las deformaciones ssmicas horizontales
se har segn lo
indicado en el criterio de diseo ssmico VCP. 9.0 EQUIPO
VIBRATORIO 9.1 Frecuencia Natural Admisible Las vigas soportantes
de harneros sern calculados con una relacin entre
frecuencia natural (fN) y la frecuencia del equipo (fE) igual o
mayor que los valores dados a continuacin.
LUZ DE LA VIGA
TIPO DE SOPORTE
RELACION fN/fE
< 5.0m >= 5.0m
Directamente conectado a las columnas
1,5 2.0
< 5.0m >= 5.0m
No directamente conecta- do a las columnas
2.0 2,5
Adems la relacin entre la frecuencia natural de la estructura
soportante completa
y la frecuencia del equipo ser igual o mayor que 1,5. Las
estructuras que deben ser verificadas son:
Mdulos de trituradoras. Harneros y Alimentadores vibratorios
Chancadores Giratorios Chancadores de Cono Transportadoras de
descarga
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Transportadoras Carros de descarga de transportadoras (Trippers)
Apiladores (Stackers) Esparcidores (Spreaders) Puentes mviles
Celdas de flotacin
9.2 Volcamiento de Stackers, Spreaders y Trippers
El equipo proyectado de acuerdo a los requerimientos de
"Regulation for the Calculation and Dimensioning of Large Open-Cut
Machine B.G." 1986, usar los coeficientes de volcamiento all
indicados, pero las Combinaciones de carga, incluyendo la
solicitacin ssmica, se afectarn por un factor adicional 1,25.
10.0 REQUERIMIENTOS PARA EL ANLISIS SSMICO
Los requerimientos para el anlisis ssmico se indican en los
criterios de Diseo Ssmico VCP.
11.0 REQUISITOS DE DISEO PARA ESTRUCTURAS DE ACERO 11.1
Materiales 11.1.1 Todos los materiales que se usarn sern nuevos, de
marca y proveedor
conocidos. 11.1.2 El acero estructural de fabricacin chilena
cumplir con la norma NCh 203 y ser
grado A42-27 ES A52-34 ES. 11.1.3 El acero estructural de
manufactura extranjera, deber cumplir los requisitos de
ASTM A36 o similar aprobado por VCP. El acero ASTM A572, grado
50 A585, grado 50 y otras calidades de acero pueden ser usados
sujetos a la aprobacin de VCP.
11.1.4 Sin embargo, si la fabricacin de las estructuras metlicas
se fuese a hacer en
Chile, VCP podr autorizar el uso de acero A 37-24 ES, de acuerdo
a la norma NCh 203, siempre y cuando se comprueben sus
ventajas.
Puede considerarse calidad similar a NCh 203, A37-24ES al acero
ASTM A 7 cuya
fabricacin ha sido discontinuada en los Estados Unidos.
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11.1.5 Se especificarn perfiles estructurales laminados,
soldados y de plancha doblada. Estos no sern necesariamente los
listados en la publicacin "Clculo de Estructuras de acero" por el
"Instituto Chileno del Acero" (ICHA). Siendo aconsejable para un
mejor diseo, no es en absoluto necesario el uso de perfiles
normalizados, pudiendo ser reemplazados por otros diseados
especialmente.
11.1.6 El acero para parrillas y planchas para piso ser grado
A37-24ES o similar
aprobado cuando haya disponibilidad en el mercado. 11.1.7 Las
planchas de cubierta de puertas y portones pueden hacerse de un
acero ms
dulce, SAE 1010, por ejemplo, con tal de que sea soldable.
11.1.8 Los perfiles laminados I y H, se usarn para soportar tecles
de levante del tipo
monorriel, evitando los alabeos y torceduras que ocurren cuando
se utilizan perfiles soldados con el mismo fin.
11.2 Conexiones 11.2.1 Las conexiones de taller sern soldadas y
las de terreno apernadas. 11.2.2 Las conexiones de terreno deben
ser reducidas a un mnimo, de tal modo que los
subcomponentes de montaje puedan ser trados al terreno en
subconjuntos, solamente limitados por su tamao, galibos y seguridad
de transporte.
11.2.3 Si alguna soldadura de terreno hubiese sido considerada
en el proyecto, deber
contar con la aprobacin previa de CODELCO. 11.3 Soldadura 11.3.1
Los electrodos de soldadura sern de la serie E70, de acuerdo al
estndar AWS A
5.1 "Specification for Covered Carbon Steel Arc-Welding
Electrodes", excepto lo que sea expresamente aprobado por la
VCP.
11.3.2 Se preferirn los tipos de electrodos que no requieren
relajacin de tensiones. 11.3.3 Los electrodos deben ser adecuados
para soldar en cualquier posicin, con
corriente alterna o continua indiferentemente, y mostrar una
alta correlacin entre el aspecto y la calidad de los cordones.
11.3.4 Cuando se use acero estructural grado A37-24 ES de
acuerdo a la norma INN NCh
203, se especificarn electrodos E60 en conformidad con AWS A 5.1
mantenindose los requerimientos de 11.3.2 y 11.3.3.
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11.3.5 En los casos en que es aceptable la soldadura automtica o
semiautomtica, la especificacin de AWS A 5.17 "Specification for
Carbon Steel Electrodes, and Fluxes for Submerged Arc Welding", ser
obligatoria.
11.3.6 La combinacin fundente-electrodo para soldar A42-27 ES
(INN) A36 (ASTM)
ser clase F 7X-EXX. En cambio, si el acero que va a soldarse es
grado A37-24 ES o similar, la combinacin fundente-electrodo debe
ser clase F6X-EXX.
11.3.7 A modo de ejemplo, pero no limitado a este caso, sern
permitidas las uniones
alma-platabanda por soldadura de arco sumergido, en los perfiles
H (ICHA). 11.3.8 En estanques soldados, torres de proceso y otros,
y cuando la ductilidad es
importante se usarn electrodos especiales para impedir el riesgo
de fractura frgil. 11.3.9 Si es necesario, los planos de Ingeniera
y Procesos deben establecer los
requerimientos de resiliencia y ensayos de resistencia al
impacto para que se lleven a cabo durante la fabricacin de las
estructuras.
11.3.10 Se deber tener cuidado especial de que las hiptesis
hechas en el proyecto,
corresponden a las condiciones desarrolladas en las conexiones
soldadas. 11.3.11 Las parrillas de piso y planchas diamantadas, se
soldarn por puntos a las vigas
de soporte, a menos que sean removibles. Las aberturas
realizadas en las parrillas de piso que sean mayores de 0,30 m. se
enmarcarn.
11.4. Uniones apernadas 11.4.1 Las uniones estructurales
apernadas se harn con pernos de alta resistencia,
con cabeza hexagonal pesada y golilla plana endurecida de
acuerdo a ASTM A325 "Specifications for High Strength Bolts for
Structural Steel Joints including Suitable Nuts and Plain Hardened
Washers", refrendadas por A.I.S.C..
11.4.2 Las dimensiones de pernos y tuercas sern como se
especifica en el estndar
ANSI B 18.2.1 y B 18.2.2. 11.4.3 El hilo de los pernos ser
siempre serie UNC, como se especifica en el estndar
ANSI B.1.1. 11.4.4 Las golillas planas sern endurecidas por
temple graduado (no se permitirn
golillas carburizadas).
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11.4.5 Las dimensiones de las golillas y el ensamble de las
uniones estructurales estarn de acuerdo con "Specification for
Structural Joints Using ASTM A325 A490 Bolts", refrendada por
AISC.
11.4.6 Las tuercas hexagonales sern refrentadas del lado de la
golilla. 11.4.7 Las conexiones para equipos que causan vibracin
sern del tipo de
deslizamiento crtico, Tabla J.3.2, AISC Handbook, ltima edicin,
y deben tomarse provisiones para que esta situacin se mantenga an
con cargas eventuales.
11.4.8 Se asume que las conexiones estructurales trabajan como
por deslizamiento
crtico y los planos de diseo as lo especificarn. Sin embargo,
las uniones deben ser verificadas como del tipo aplastamiento, con
hilo incluido en el plano de corte, previniendo que la friccin
pueda ser sobrepasada en circunstancias singulares o por apriete
insuficiente.
11.4.9 A menos que se pida expresamente otra cosa, la Condicin
de Superficie de las
partes que se unirn con pernos ser Clase A, segn se define en la
Tabla 3 de las Especificaciones mencionadas en 11.4.5.
11.4.10 Los pernos de alta resistencia sern apretados mediante
llaves calibradas. 11.4.11 El dimetro nominal mnimo de los pernos A
325 ser de 5/8 de pulgada. 11.4.12 Como una excepcin a la seccin
11.4.1, se podr usar acero A 307 de bajo
contenido de carbono para uniones secundarias tales como
soportes de costaneras.
11.4.13 Las uniones con pernos de acero A 307, podrn ser de 1/2
pulgada de dimetro
o ms para las condiciones que menciona la seccin 11.4.12.
11.4.14 Las conexiones de peldaos aislados de escaleras con pernos
A 307, podrn
tener un dimetro de 3/8 de pulgada. 11.4.15 Cuando se
especifiquen pernos A 307, stos sern Grado A, de cabeza
hexagonal pesada, con tuerca hexagonal pesada y dimensiones de
acuerdo a ANSI B 18.2.1 y B 18.2.2. El hilo ser UNC. A menos que se
especifique lo contrario, se proveern con golillas de presin.
Las dimensiones de las golillas de presin se ajustarn a ANSI
B27.1 (serie regular).
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11.4.16 Los pernos de anclaje sern fabricados de acero A 42-23 ,
A36 u otros
aprobados de acuerdo a la norma NCh 2369 (p.8.2.2). El hilo ser
UNC. En el diseo se especificarn golilla plana, tuerca y
contratuerca.
11.4.17 Las dimensiones para golillas planas de pernos de
anclaje, se ajustarn a ANSI
27.2 para el tipo A, tamao estndar (W). No ser necesario
tratamiento trmico. 11.4.18 No se usarn pernos de igual dimetro y
distinta calidad de acero con el fin de
evitar confusiones durante el montaje. 11.5 Bases de Diseo
11.5.1 Las estructuras de acero se disearn de acuerdo con las
siguientes Normas y
Cdigos: NCh 427 Especificaciones para el Clculo. Estructuras de
Acero para Edificios. AISC Especifications for Structural Steel
Buildings - Allowable Stress
Design. AISC Load and Resistance Factor Design 1999.LRFD 11.5.2
Si existe desacuerdo entre disposiciones de las diferentes normas,
prevalecern
las ms estrictas siempre que sean consistentes con los dems
requerimientos. 11.5.3 Con la excepcin de aquellos casos
expresamente pedidos o aceptados por VCP,
las estructuras que se calcularn sern del Tipo "Estructuracin
Simple", definido de acuerdo a las Especificaciones de AISC. Por lo
tanto, el mtodo de la tensin admisible de trabajo se usar en el
clculo con aplicacin de la teora elstica.
11.5.4 El prrafo 11.5.3 no excluye otros tipos de estructuras,
los que sern aceptados
cuando se propongan como partes de una estructura principal, con
el fin de satisfacer requerimientos de ductilidad.
Subestructuras de Marcos Rgidos de acuerdo a las
Especificaciones AISC, Seccin A.2.2, sern tambin aceptadas en los
casos en que se han agotado las posibilidades de contraventar un
panel despus de hechas las provisiones de galibo correspondientes.
Estas estructuras sern calculadas por el mtodo de la tasa de
trabajo admisible.
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Las estructuras o subestructuras del Tipo Marco pueden ser
calculadas sobre la base del comportamiento plstico cuando se
necesite evitar la falla bajo excepcionales condiciones de carga,
que es necesario impedir.(e.g. diseo para ondas de choque).
11.5.5 En estructuras de edificios altos, el efecto P debido a
las fuerzas ssmicas ser
debidamente considerado, excepto cuando la estabilidad lateral
est asegurada por arriostramientos diagonales o en K, o por muros
de corte.
El efecto P, para el anlisis de tensiones de trabajo admisibles,
puede incluirse
directamente en un anlisis de segundo orden, o ser calculado
mediante un anlisis de primer orden, convenientemente corregido por
iteracin.
11.6 Estructuracin y Proyecto General 11.6.1 El concepto de la
estructuracin ser sencillo, de modo que su comportamiento
estructural sea fcil de comprender y simple para modelar. Las
fuerzas aplicadas debern llegar a las fundaciones o soportes en la
forma ms directa posible y a travs de rutas claras.
11.6.2. Las plantas de piso de los edificios, o plataformas de
torres deben estar
arriostradas en sus planos, de modo de satisfacer la condicin de
diafragma rgido a nivel de cada piso.
11.6.3 Las lneas de columnas deben estar dispuestas de modo que
las fuerzas ssmicas
sean totalmente resistidas por paos arriostrados en toda su
extensin. 11.6.4 Las diagonales de arriostramiento y
diagonalizaciones que transmiten viento o
fuerzas ssmicas, no se calcularn como miembros en tensin
solamente. Para el clculo de la contraventacin y de las conexiones
de arriostramiento, las
fuerzas se amplificarn en un 25% con el fin de permitir la baja
ductilidad disponible en este tipo de estructuras.
11.6.5 Los miembros que resistan viento y/o sismo, cargados en
un 50% ms de su
capacidad admisible, tendrn una esbeltez no mayor que la crtica
(o de Euler). 11.6.6 En edificios industriales en que la
resistencia ssmica ha sido provista por marcos
estructurales, el arriostramiento se reducir al mnimo necesario
que proporcione el soporte lateral de las columnas de viento. El
arriostramiento no se extender al nivel de piso, a menos que est
calculado para resistir la proporcin de fuerza ssmica que le es
transmitida como consecuencia de su gran rigidez.
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11.6.7 Todos los techos de cerchas debern tener arriostramientos
en planta en los planos de las cuerdas superior e inferior. El
arriostramiento de la cuerda inferior ser de preferencia continuo a
lo largo de toda la estructura.
11.6.8 En ambiente agresivo como en plantas de acido u ambientes
a marinos no se
usarn perfiles T ni doble T hechos de dos angulares o perfiles
"C" o "U" dispuestos espalda - espalda.
11.6.9 Es normalmente posible la colocacin de arriostramientos
en X o en K y, si
resulta conveniente, diagonales no simtricas o jabalcones,
cuando se requieren galibos no regulares para el paso de
resbaladeras (chutes), ductos, caeras, correas transportadoras,
pasillos etc.
11.6.10 El arriostramiento en K se prefiere cuando se desea una
solucin ms clara de
las conexiones, con galibos aceptables y la condicin de que est
disponible una reserva de ductilidad suficiente.
11.6.11 Los paneles arriostrados en marcos paralelos deben
colocarse en la misma
posicin relativa con igual diseo, siempre que sea fsicamente
posible, con el propsito de tener rigideces en planta simtricamente
distribuidas.
11.6.12 La transmisin de esfuerzos de viento o ssmicos
horizontales por medio de
elementos no estructurales de plataformas (e.g. parrillas de
piso y costaneras esbeltas) no est permitida. Estos elementos se
considerarn incapaces de reducir la longitud efectiva de pandeo o
de volcamiento de los miembros comprimidos.
Las planchas de techumbre y otras cubiertas se considerarn sin
ninguna
resistencia estructural. 11.6.13 El extremo de apoyo inferior de
las columnas se considerar de preferencia
como rotulado. Como excepcin, los llamados pilares - bayoneta
utilizados para tomar las reacciones de las vigas porta - gras sern
empotrados en la base. Todas las columnas (rotuladas y empotradas)
tendrn placas - base con silla para apreciar la deformacin de los
pernos de anclaje despus de un movimiento ssmico de gran
intensidad.
Para disear la doble placa - base en las columnas de apoyo
rotulado, se usar
un momento de diseo igual al 30% del momento de la unin viga -
columna ms cercana, y se considerar apoyo rgido con esa
solicitacin, aunque estructuralmente no sea necesario.
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11.6.14 La resistencia de la conexin entre la placa base de la
columna y la fundacin, ser cuidadosamente verificada para el
esfuerzo de corte ssmico. Si es necesario, se dispondr de llaves de
corte u otros dispositivos bajo la base de la columna.
11.6.15 Las cajas de escalas, cuando existan, sern isostticas.
Los soportes inferiores
de los limones sern deslizantes (con agujeros ovalados en la
placa de apoyo). 11.6.16 Los equipos que operan dinmicamente se
considerarn por separado, sobre
soportes aislados. La vibracin a nivel de apoyo, en las
estructuras soportantes y en su vecindad no sobrepasarn los niveles
tolerables.
Se proveern fundaciones aisladas para estos equipos . 11.6.17
Los edificios o estructuras adyacentes debern estar separados por
una
distancia suficiente para evitar el contacto entre ellos bajo la
accin de las fuerzas ssmicas o por deformacin provocada por dichas
fuerzas.
La separacin no ser menor que la mayor de las siguientes
dimensiones: E = CD * (d1 + d2) E = 2,5 + CD * 0,1 * h E: separacin
en cm. a la altura h. d1 y d2: deformacin calculada horizontal para
cada estructura, en cm. a la
altura h. h: altura en m. CD: coeficiente de respuesta
modificada, segn CD Ssmico. 11.6.18 Se proveern, si es necesario,
conexiones deslizantes u holguras para impedir el
efecto de ariete que afecta a los puentes y estructuras
parecidas que llevan ductos, transportadoras o similares.
11.6.19 Los tubos y caeras slo cambiarn su direccin en ngulos
rectos de tal modo
que los desplazamientos axiales en tubos, ductos y caeras no
sean impedidos por puntos duros.
Se har excepcin cuando la justifican consideraciones
operativas.
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11.6.20 Ante la situacin de excepcin, se proveern juntas
flexibles en los puntos de
cambios de direccin. Las deformaciones ssmicas y por viento
deben ser compatibles con la
resistencia de caeras, ductos, muros, tabiques y otros elementos
no estructurales unidos a la estructura y deben tener la capacidad
de deformacin de las juntas de expansin de los ductos.
11.6.21 Los soportes de tuberas y ductos de gran dimetro se
dispondrn de tal manera
que permitan el desplazamiento por efecto trmico y proporcionen
a la vez, simultneamente, restriccin estructural ante los esfuerzos
ssmicos.
Para cumplir con este requerimiento pueden disearse o
especificarse apoyos
deslizantes mecnicos, y elastomricos o de TFE. Pueden ser usadas
tambin planchas de acero con agujeros alargados.
11.6.22 En el diseo ssmico de ductos o tuberas en los cuales la
deformacin de los
soportes est controlada por la estructura o edificio soportante,
estas deformaciones se usarn como valores de entrada en el
anlisis.
11.6.23 En el diseo ssmico de ductos o tuberas donde la
deformacin de los soportes
est controlada por dichos ductos o tuberas, el anlisis ssmico se
basar en un modelo que incluya ductos, tuberas y soportes como una
estructura integral.
11.6.24 Cuando los equipos principales, torres de proceso,
ductos de gran dimetro, etc.
estn soportados en distintos niveles de un edificio, debern
tomarse especiales precauciones en el diseo de los soportes con el
fin de evitar la interaccin con la estructura soportante del
edificio.
Si la interaccin fuere inevitable, el anlisis ssmico tendr que
considerar masas
e inercias rotatorias conectadas con grados de libertad
adicionales. 11.6.25 Los equipos pesados colgantes que requieren
libertad para deformarse vertical u
horizontalmente, por expansin trmica y otra razn de operacin,
sern conectados adecuadamente a la estructura para evitar el
excesivo bamboleo y golpeteo repetido durante los terremotos. Los
elementos de conexin, ya se trate de colgadores o apoyos
deslizantes, sern capaces de transmitir fuerzas ssmicas sin
restriccin de los movimientos trmicos.
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11.7 Muros de albailera en Edificios de Acero 11.7.1 El uso de
albailera en edificios flexibles de acero, ser en general evitado
por los
problemas derivados de la gran diferencia de rigideces entre
ambos materiales estructurales.
11.7.2 Si se usan, los muros y paneles sern armados y se dejarn
separaciones
suficientes, tales que permitan una deformacin independiente
entre ellos y los marcos de acero del contorno.
Sin embargo las fuerzas ssmicas que sean normales al plano del
muro o panel, debern ser resistidas por conectores adecuados entre
el muro y la estructura de acero. Las conexiones deben permitir
deformaciones relativas en la direccin paralela al muro.
11.8 Inestabilidad 11.8.1 Para considerar la posibilidad de
pandeo, las tensiones admisibles en el manto de
estanques cilndricos, o torres de proceso se determinarn segn la
siguiente frmula:
F = 0.908**E* t/D
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11.8.2 Cuando D/t sea menor que 2,422 E/Fy, se asume que la
falla corresponde a un pandeo inelstico. Para prevenir esta
ocurrencia, la tensin admisible F ser evaluada asumiendo una
variacin lineal de dicha tensin entre 0,375 Fy y 0,60 Fy para D/t
dentro del rango 0 a 2,422 E/Fy.
11.8.3 Para el rango de D/t entre 400 y 2000 se podr usar la
siguiente frmula
aproximada, en vez de las frmulas de la seccin 11.8.1: F= 0,20 *
E * t/D < 0,375 Fy Se asume una variacin lineal de la tasa de
trabajo admisible F, entre 0,6 Fy y
0,375 Fy para el rango inelstico. D/t vara entre 0 y 0,534 E/F.
11.8.4 Las Especificaciones de Construccin preparadas por el
Ingeniero contendrn
prescripciones que requieren un estricto control de
deformaciones o imperfecciones de la superficie del manto causadas
por los mtodos y procesos de construccin.
La magnitud de dichas deformaciones se medir utilizando una
regla recta
colocada en la superficie del manto y en direccin paralela al
eje del cilindro; y una regla curva (segmento de arco circular de
dimetro igual al externo del estanque) colocada en una direccin
perpendicular al eje del cilindro.
La longitud de las reglas de medicin ser 2,8 (Dt)0,5, pero en
ningn caso sern
mayores que 0,95 veces la distancia entre cordones de soldadura,
paralelos y meridianos respectivamente. Para medir tolerancias
cercanas a los cordones de soldadura circulares se emplear una
regla de longitud 25 t. Cuando la relacin w/L entre la mayor
deformacin w medida y la correspondiente longitud de la regla L no
excede de 0.01 sern aplicables las frmulas de los artculos
precedentes.
Si la relacin w/L es 0,02 el coeficiente debe ser reducido a la
mitad. Para
relaciones w/L entre 0,01 y 0,02 el valor del coeficiente puede
obtenerse por interpolacin lineal entre y /2.
Las relaciones w/L mayores que 0,02 no sern aceptadas. 11.8.5
Para ductos circulares, de dimetro D mayor que 0,75 m, que trabajen
como vigas
para cargas habituales (cargas muertas y vivas) el uso de
atiesadores anulares de resistencia suficiente ser obligatorio. El
espaciamiento mximo no exceder de tres dimetros medidos a lo cargo
del eje, a menos que se justifique otra cosa por un anlisis
estructural apropiado.
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11.8.6 Para casos que se refieran a arcos, bvedas, cscaras
especiales o estructuras del tipo cscaras, se observarn las
recomendaciones de Structural Stability Research Council (SSRC,
anteriormente CRC).
11.9 Otros Requisitos de Diseo 11.9.1 Tal como se recomienda en
la seccin 10.2.2, el arriostramiento horizontal de
plataformas deber ser soldado preferentemente en el taller para
formar subconjuntos con las vigas de piso, evitando de esa manera
la cantidad excesiva de perforaciones para pernos destinados a
conectar elementos libres.
11.9.2 Se eliminarn las conexiones indirectas por medio de
conectores apernados. La
trayectoria de los esfuerzos no es clara y suele haber una
tendencia a la aparicin de inestabilidad por flexin. Se preferirn
los goussets soldados. Si ello no es posible se cambiar la
estructuracin.
11.9.3 De acuerdo con las especificaciones de SEAOC, cuando se
requieran
arrostramientos horizontales, stos pueden contraventar
directamente las platabandas de los perfiles de columnas, o bien,
las pueden contraventar indirectamente a travs del alma de las
columnas o de las platabandas de las vigas. El pandeo lateral local
debe verificarse y evitar su ocurrencia.
11.9.4 Los peldaos de escalera se soldarn preferentemente a los
limones en el taller y
el conjunto ser tal que permita su transporte como una unidad.
11.9.5 Se evitarn uniones con ms de diez pernos, lo que es
consistente con el
requerimiento de usar estructuras Tipo Estructuracin Simple, de
acuerdo con la Especificacin AISC, Seccin A2.2.
11.9.6 Sin embargo, cuando las Estructuras Tipo Marcos Rgidos
son permitidas u
obligatorias y cuando las uniones con muchos pernos son
inevitables, se colocarn notas especiales en los planos de diseo y
montaje para asegurar que los agujeros coincidan en el terreno.
11.9.7 Las uniones mnimas tendrn dos pernos. Si el elemento que
va a unirse es
compuesto, habr entonces dos pernos por componente. Las
conexiones con pernos sern calculadas para la carga efectiva, pero
deben resistir a lo menos el 50% de la capacidad terica de los
miembros.
Con la aprobacin previa de CDC se permitirn excepciones en el
diseo de torres
de Alta Tensin cuando sea aconsejable impedir un exceso de
goussets o dificultades en la galvanizacin.
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11.9.8 Las componentes estructurales con extremos simtricos,
pero que ellos mismos no
lo son, deben ser eliminados de los planos de taller y
reemplazados por otros que no presenten ambigedades de montaje. Del
mismo modo cualquier componente cuya ereccin pudiere ser ambigua
debe ser evitado. Esta situacin puede presentarse an en piezas no
simtricas. Las marcas especiales de orientacin en los planos de
detalle que se pierdan fcilmente por la aplicacin de pintura a
presin no son consideradas como una solucin para este problema.
11.9.9 Las estructuras sern moduladas desde la etapa de diseo
bsico de modo de
obtener un mximo de componentes idnticos y un mnimo de dibujo de
detalles de fabricacin.
11.9.10 Los planos de montaje general y los planos de detalles
de montaje deben
ser suficientes para el armado completo de las estructuras y el
Contratista de Montaje no necesitar acudir a los planos de detalle
de taller.
11.9.11 Aquellos dibujos generales de diseo e ingeniera
considerados aptos para
suministrar informacin suplementaria a la de los planos de
montaje, pueden ser emitidos en copias reproducibles, numeradas en
forma diferente, introduciendo all las Marcas de Identificacin de
aquellos componentes que sern usados en el montaje.
Uno o ms planos de disposicin general destinados exclusivamente
al Montaje, en
que se muestre la ubicacin relativa de las piezas entre s y
respecto de las coordenadas generales, sern emitidos por el
Ingeniero antes de iniciar las obras en el terreno.
11.9.12 Los pernos de anclaje de columnas tendrn una proyeccin
de a lo menos
ocho dimetros y no menos de 200 mm medidos desde la placa base,
para permitir la fluencia y la inspeccin correspondiente despus de
un terremoto. El hilo de los pernos de anclaje se extender no menos
que cuatro dimetros bajo el nivel de la posicin de la tuerca. Ntese
que este requisito implica la doble placa base como
obligatoria.
11.9.13 No se usarn pernos de anclaje de dimetro menor que 3/4"
en columnas
secundarias, ni menores que 1" de dimetro en las
principales.
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11.10 Proteccin Contra la Corrosin
Todo el acero estructural ser limpiado adecuadamente y pintado
para protegerlo contra la corrosin o ataque qumico de acuerdo con
las Especificaciones CD-VCP.
11.11 Requerimientos de Ductilidad 11.11.1 Todos los edificios,
estructuras y partes de equipo tendrn suficiente resistencia
para soportar la accin ssmica segn estas Especificaciones.
En edificios de oficinas, residenciales, destinados a reuniones
pblicas y construcciones similares, el diseo ssmico se basa en la
proteccin de la vida y en la seguridad estructural, permitindose
dao limitado en los elementos no estructurales.
En todos los dispositivos de servicio industrial y en las
estructuras, el diseo ssmico se basa adicionalmente en la capacidad
de no discontinuar el servicio de que se trate.
En consecuencia, la continuidad de operaciones, la mnima
cantidad de
interrupciones del proceso y la facilidad de inspeccin y
reparaciones son tambin los criterios bsicos.
11.11.2 Las estructuras diseadas para resistir fuerzas ssmicas,
debern ser capaces
de absorber grandes cantidades de energa ms all del rango
elstico antes de la falla ltima. Tales estructuras tendrn un nivel
de tensin consistente con un margen de resistencia de reserva
pareja en toda la estructura. Debe prestarse atencin a aquellos
elementos estructurales que son calculados por ductilidad y contra
repentina rotura frgil o un tipo de falla por pandeo. Para cumplir
con estas condiciones, los requerimientos de diseo se ajustarn a
los requisitos del Captulo N, AISC y la NCh 2369 of 2003.
Para asegurar esta resistencia de reserva se pueden usar la
redundancia y la
indeterminacin esttica en la estructura sismo - resistente. El
modo de falla basado en criterios de ductilidad manda sobre la
falla frgil.
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