Criterios de Diseño Estructura N°2

CORPORACIN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE CODELCO CHILE

CRITERIO DE DISEO CORPORATIVO

ESTRUCTURAL - SSMICO

DCC2008-VCP.GI-CRTES02-0000-002-0

REVISIN 0

SGP-GI-ES-CDI-002

VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS

GERENCIA DE INGENIERA

VIGENCIA 31 DE MARZO DE 2008

Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Fecha Impresin Se prohbe su reproduccin, y exhibicin, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. 04/04/2008 El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisin vigente del documento SGP-GI-ES-CDI-002 en el Escritorio de la VCP

GERENCIA DE INGENIERA CODELCO CHILE CRITERIO DE DISEO CORPORATIVO


VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE

PROYECTOS DCC2008-VCP.GI-CRTES02-0000-002-0 Pgina 2 de 63

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, del Gerente Funcional de Ingeniera y la autorizacin del Vicepresidente Corporativo de Proyectos de CODELCO-Chile.







NDICE

1 INTRODUCCIN................................................................................................................ 5

1.1 Alcance....................................................................................................................... 5 1.2 Unidades .................................................................................................................... 6

2 ESTNDARES Y CDIGOS ........................................................................................... 6 2.1 Normas Nacionales ................................................................................................... 6 2.2 Normas Materiales Nacionales................................................................................. 6 2.3 Normas Extranjeras................................................................................................... 7 2.4 Normas Materiales Extranjeros ................................................................................ 7

3 PRINCIPIOS BSICOS ................................................................................................... 8 3.1 Clasificacin de Estructuras y Equipos .................................................................. 8

4 DEFINICIN DEL NIVEL DE SOLICITACIN SSMICA.............................................. 9 4.1 Anlisis Esttico...................................................................................................... 10

4.1.1 Corte Basal ....................................................................................................... 10 4.1.2 Factor de Importancia...................................................................................... 11 4.1.3 Coeficiente Ssmico ......................................................................................... 11 4.1.4 Aceleracin Vertical ......................................................................................... 12 4.1.5 Equipos Menores ............................................................................................. 13 4.1.6 Distribucin de Fuerzas en Altura .................................................................. 13 4.1.6.1 Equipos y Edificios Regulares en Altura........................................................ 13 4.1.6.2 Equipos y Edificios no Regulares en Altura .................................................. 14 4.1.7 Torsin .............................................................................................................. 14 4.1.8 Valores Mximos y Mnimos............................................................................ 14

4.2 Anlisis Dinmico.................................................................................................... 15 4.2.1 General .............................................................................................................. 15 4.2.2 Espectro de Diseo.......................................................................................... 17 4.2.3 Superposicin Modal ....................................................................................... 17 4.2.4 Torsin Accidental ........................................................................................... 17 4.2.5 Accin Ssmica Vertical ................................................................................... 18 4.2.6 Equipos Robustos y Rgidos Apoyados en el Suelo..................................... 18

4.3 Anlisis Especiales ................................................................................................. 18 4.4 Valores Mximos y Mnimos................................................................................... 18 4.5 Edificios no Industriales ......................................................................................... 18 4.6 Combinacin de Acciones Ssmicas Independientes .......................................... 19 4.7 Compatibilidad de Deformaciones Ssmicas ........................................................ 19

5 COMBINACIONES DE CARGAS.................................................................................. 20 5.1 Diseo por Tensiones Admisibles ......................................................................... 20 5.2 Diseo por Factores de Carga y Resistencia........................................................ 21

6 REQUERIMIENTOS PARA ESTRUCTURAS DE ACERO ......................................... 22 6.1 Requerimientos de Ductilidad................................................................................ 22 6.2 Sistemas de Arriostramientos................................................................................ 23






6.3 Conexiones .............................................................................................................. 23 6.4 Anclajes.................................................................................................................... 24 6.5 Diseo en General ................................................................................................... 24

7 REQUERIMIENTOS PARA ESTRUCTURAS DE HORMIGN.................................. 25 7.1 Marcos...................................................................................................................... 25 7.2 Hormign Prefabricado........................................................................................... 25 7.3 Anclajes.................................................................................................................... 26

8 FUNDACIONES .............................................................................................................. 26 8.1 General ..................................................................................................................... 26 8.2 Fundaciones Aisladas............................................................................................. 26 8.3 Losas de Fundacin................................................................................................ 27 8.4 Pilotes....................................................................................................................... 27 8.5 Empujes sobre Muros Enterrados ......................................................................... 27

8.5.1 Muros Verticales Arriostrados con Losa Superior........................................ 27 8.5.2 Muros Verticales sin Arriostramiento Superior ............................................. 28

8.6 Determinacin del Signo de los Esfuerzos Ssmicos .......................................... 29 9 ESTANQUES APOYADOS EN EL SUELO ................................................................. 29

9.1 General ..................................................................................................................... 29 9.2 Fundaciones ............................................................................................................ 29

10 ESTANQUES ELEVADOS, RECIPIENTES DE PROCESO Y ESPESADORES .. 31 11 ALBAILERA ............................................................................................................ 32

11.1 Estructuras de Albailera Refractaria .................................................................. 32 11.2 Edificios de Albailera ........................................................................................... 32 11.3 Muros de Albailera en Edificios de Acero.......................................................... 32

12 MADERA...................................................................................................................... 33 13 APROBACIN SSMICA............................................................................................ 33

13.1 Aprobacin Ssmica de Equipos Suministrados por Vendedores...................... 33 13.1.1 Equipamiento Clases A y B ............................................................................. 33 13.1.2 Equipamiento Clase C...................................................................................... 34 13.1.3 Clase D. Equipamiento Menor......................................................................... 34

13.2 Aprobacin del Diseo Estructural y Ssmico...................................................... 34 14 ESTRUCTURAS NO SUJETAS A REVISIN SSMICA......................................... 36 APNDICE 1 DETALLES TPICOS.................................................................................... 37 APNDICE 2 COEFICIENTE SSMICO ............................................................................. 46 APNDICE 3 LISTADO DE CHEQUEO DE PARMETROS SSMICOS DE DISEO.. 50 APNDICE 4 FORMATO DE GUA DE DISEO .............................................................. 51 APENDICE 5 CONDICIONES AMBIENTALES Y SISMICAS REFERENCIALES...... 63






1 INTRODUCCIN

1.1 Alcance Estos Criterios de Diseo Ssmico se aplicarn a todas las estructuras industriales

proyectadas por CODELCO-Chile, las Empresas de Servicios de Ingeniera (el "Ingeniero") y/o los Fabricantes de las Estructuras. Estos criterios tambin se aplican a todos los equipos que se proyecten instalar en cualquier divisin de CODELCO-Chile.

Todas las desviaciones de estos criterios se dejarn establecidas en Especificaciones

Especiales que se refieran a cada proyecto especfico y que sern obligatorias de acuerdo a los trminos del contrato correspondiente. Cualquier especificacin adicional debe ser aprobada por el Lder de la Disciplina Civil Estructural y por el Gerente de Ingeniera del Proyecto. Todas las cargas y condiciones de carga que no sean explcitas en este Criterio, o en las Especificaciones Complementarias Especiales, sern definidas por el Ingeniero o Contratista de Servicios de Ingeniera y sometidas a la aprobacin de la VCP. La aprobacin de la VCP ser concedida sin perjuicio de la responsabilidad correspondiente del Ingeniero o Contratista.

Las Especificaciones Especiales preparadas por la VCP pueden reemplazar algunos de los requerimientos contenidos en este Criterio de Diseo. Sin embargo, las Especificaciones que prepara el Ingeniero o Contratista no pueden modificar ningn requerimiento del CDS ni de las Especificaciones Especiales de la VCP. Si as se pretendiere, la modificacin o sustitucin ser nula y considerada como inexistente.

El proyecto y los dibujos que no estn de acuerdo con los requerimientos del CDS y/o las Especificaciones Especiales de la VCP, debern ser rehechas, an si hubieran sido errneamente aprobadas.

Cualquier complemento, modificacin o sustitucin al CDS 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.






1.2 Unidades 1.2.1 Todas las dimensiones sern dadas en el sistema mtrico, preferentemente en

milmetros. Abreviaciones (mm) no ser necesario. 1.2.2 Para perfiles de acero fabricado en Chile, se utilizar la designacin del Manual del

Instituto Chileno del Acero (ICHA). Para perfiles de acero fabricados en el extranjero se utilizar la denominacin del pas de origen (sic).

1.2.3 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 Newtons o kN y masas en kg).

2 ESTNDARES Y CDIGOS

A menos que se indique expresamente en este documento, todos los diseos y detalles debern cumplir con la ltima revisin de los documentos listados a continuacin, los que forman parte integrante de este criterio. Si existieran contradicciones entre estos documentos se aplicar el que resulte ms restrictivo.

2.1 Normas Nacionales NCh 433 Diseo ssmico de Edificios. NCh 1537 Diseo estructural de edificios-Cargas permanentes y sobrecargas

de uso. NCh 2745 Anlisis y diseo de edificios con aislacin ssmica. NCh 2369 Diseo ssmico de estructuras e instalaciones industriales. NCh 1928 Albailera Armada NCh 2123 Albailera Confinada. NCh 1198 Construcciones en madera.

2.2 Normas Materiales Nacionales NCh 203 Acero para uso estructural-Requisitos NCh 204 Barras laminadas en caliente para hormign NCh 218-219 Mallas de alta resistencia para hormign armado NCh 434 Barras de acero de alta resistencia en obras de hormign armado. NCh 211 Barras con resaltes en obras de hormign armado NCh 1159 Acero Estructural de alta resistencia y baja aleacin para

construccin.






NCh 148 Cemento-Terminologa clasificacin y especificaciones generales. NCh 158 Ensayo de flexin y compresin de morteros de cemento. NCh 160-163 Agregados para cemento. NCh 1207 Pino Radiata-Uso Estructural NCh 169 Ladrillos Cermicos

2.3 Normas Extranjeras ACI 318 Building code Requirements for Structural Concrete ACI 350.3 Practice for the Seismic Design of Liquid containing Structures. AISC Specification for Structural Steel Building, 1989 for allowable Stress Design and

1999 for Load and Resistance Factors Design. AISC Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, 1997 and addenda. AISI Specification for the Design of Cold Formed Steel Structural Members, 1996 ASME Code Section VIII-1989 for Pressure Vessels, Boilers and Piping. ASME B31 Code for Pressure Piping. API 620-650, for Storage Tanks. AWWA D100-D110 for Water Tanks. Seismic Design of Storage Tanks. Recommendations of a Study Group of the New

Zealand National Society for Earthquake Engineering. December 1986. AISE Standard 13, for Crane Loads. ACI 307-95 Standard Practice for the Design and Construction of Reinforced

Concrete Chimneys. ASME STS-1-2000 Steel Stacks. AWS D1.1-88 for Structural Welding. ASCE Standard SEI/ASCE 7-02, Minimum Design Loads for Buildings and other

Structures. IEEE Standard 693-1997 Recommended Practice for design of Substations. ASCE 1999 Guide to Improved Earthquake Performance of Electric Power System.

2.4 Normas Materiales Extranjeros ASTM A36 Specification for Carbon Structural Steel ASTM A572 Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium

Structural Steel. ASTM A325 High Strength Bolts. ASTM A500 Structural Tubes. Stainless Steel SS 304L and SS 316L according to ASTM Standards.






3 PRINCIPIOS BSICOS

Las instalaciones y equipos de las diferentes divisiones que son fundamentales para la operacin, produccin y transporte, deben continuar en operacin despus de ocurrido un sismo con las caractersticas especificadas en este criterio.

El tiempo necesario para dejar operativos los equipos o instalaciones que requieran reparacin despus de un sismo debe ser el mnimo y no exceder de 48 hrs.

Para los efectos de la aplicacin de estas especificaciones, las estructuras y equipos se clasifican en categoras segn su importancia como sigue:

3.1 Clasificacin de Estructuras y Equipos Desde el punto de vista del proyecto ssmico, las estructuras y equipo se clasificarn en

las categoras siguientes: Clase A: Estructuras y equipos que son crticos por cualquiera de las razones que siguen: a) Su continuidad de operacin es esencial para la Planta, ya que el dao ssmico

puede significar la prdida de un equipo o una paralizacin prolongada y prdidas serias de produccin.

En esta categora se encuentran por ejemplo el equipo principal y sus estructuras de

soporte, v. gr., un Edificio de Electro - Obtencin, Planta de Molienda, Tolvas de Finos, Transformadores y Rectificadores. Esta descripcin no es limitante y puede ser ampliada a requerimiento de la VCP.

b) El dao ssmico, an si no es estructuralmente importante puede envolver alto

riesgo de explosin, incendio o peligro de combustin lenta que produzca envenenamiento o daos similares a los seres humanos.

Tpicas de esta categora son los tubos y caeras con gas, redes de vapor de alta

presin, caeras de productos qumicos agresivos, estanques con lquidos corrosivos, etc.

c) Los servicios de seguridad y evacuacin deben permanecer operativos para poner

remedio a las catstrofes inducidas por los grandes terremotos, tales como incendio, explosiones, intoxicaciones, etc. Tpicos de esta Clase son los servicios de extincin y mallas subterrneas de redes de incendio, subestaciones principales, energa de emergencia, postas de primeros auxilios, etc.






Clase B: Otras estructuras y equipos principales que pueden aceptar paralizaciones

menores, pero que son esenciales para una pronta puesta en marcha despus de un terremoto importante. Tpicos de esta clase son las tolvas altas y de gran capacidad, grandes ductos y recipientes de proceso altos, etc.

Clase C: Estructuras normales y equipo mayor no incluido en A ni en B; y Clase D: Equipo elctrico y mecnico de menor tamao, para los cuales las fuerzas

ssmicas requieren anclaje apropiado.

4 DEFINICIN DEL NIVEL DE SOLICITACIN SSMICA

Se aplicarn 2 mtodos de anlisis ssmico: Anlisis Esttico. Anlisis Modal Espectral.

El anlisis esttico se podr utilizar en estructuras con una distribucin vertical uniforme de masa y rigidez (aproximadamente) y elementos resistentes en planta, aproximadamente simtricos. Solo se aplicar a estructuras de no ms de 5 niveles (sin contar el subterrneo). Se persigue con esto tener un primer modo traslacional dominante, en forma de viga cantiliver.

El anlisis modal espectral puede aplicarse a las estructuras que presenten modos normales de vibracin clsicos.

Otros anlisis como los que especifica la NCh2369 en los puntos 5.2.3 y 5.8 pueden aplicarse, pero la metodologa y los parmetros smicos a utilizar debern ser sometidos a la aprobacin del revisor ssmico del proyecto conforme a lo dispuesto en la NCh2369. Las estructuras de Acero, Edificios industriales de hormign armado y otras, se disearn en concordancia con los requerimientos ssmicos que se establecen a continuacin en los prrafos siguientes de estos Criterios de Diseo.

Los Edificios de Hormign y Albailera destinados exclusivamente a usos residenciales y de

oficina, con exclusin de cualquier otro uso, pueden ser proyectados de acuerdo con la Norma Chilena NCh 433. En tales casos, sin embargo, ser necesaria la aprobacin previa de la VCP.




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Se podr optar entre un anlisis esttico o un anlisis dinmico. En general, ser suficiente el anlisis ssmico esttico para estructuras cuya distribucin de masa y/o de rigidez sea regular en planta y en elevacin.

Se asume una distribucin regular si no se excede una desviacin de + 20 por ciento de la distribucin uniforme.

4.1 Anlisis Esttico

Normalmente debera utilizarse el anlisis ssmico esttico para todas aquellas estructuras susceptibles de ser reducidas a sistemas de un grado de libertad, tales como estanques y depsitos elevados, tolvas, etc.

Con el objeto de determinar una adecuada forma modal para encontrar la distribucin del esfuerzo de corte en la altura de la estructura, se deber emplear un mtodo apropiado para tales propsitos (Stodola, el mtodo de Rayleigh u otro similar).

La precisin del perodo natural obtenido por el mtodo de Rayleigh, depende completamente de la forma modal asumida. Por lo tanto, las expresiones de energa involucradas en la frmula de Rayleigh, se calcularn de forma modales aproximadas que correspondan a las formas deformadas de las estructuras solicitadas por las fuerzas de inercia aplicadas.

En general, las componentes verticales de desplazamientos y los grados de libertad

verticales no se incluyen en el clculo ssmico esttico. Sin embargo, el Ingeniero deber extremar su cuidado cuando trate o analice estructuras de grandes luces o del tipo voladizo y/o estructuras que soporten equipo pesado. Normalmente un anlisis ssmico dinmico ser obligatorio en tales casos.

4.1.1 Corte Basal

El siguiente valor del coeficiente ssmico corresponde al entregado por la NCh2369. En el caso de existir un estudio de riesgo ssmico se utilizar el valor del coeficiente ssmico ms severo.

El esfuerzo de corte horizontal en la base para estructuras equipos e instalaciones en general ser calculado de la siguiente forma:

V = I C W





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En donde:

V: Esfuerzo de corte en la base. I: Factor de Importancia (indicado en 4.1.2). C: Coeficiente Ssmico (indicado en 4.1.3). W: Peso propio estructura y equipos mas un porcentaje de la cargas vivas. Los siguientes porcentajes de carga viva sern tomados para determinar el clculo de W

Bodegas de Almacenamiento, salas de archivos y similares : 75% Plataformas de Operacin : 25% Techos, plataformas de mantencin : 0%

4.1.2 Factor de Importancia

Estructuras clase A y B : 1.2 Estructuras clase C y D : 1.0

4.1.3 Coeficiente Ssmico

0.4no

0.05

*TT`

RgA2.75C

= En donde: A = Aceleracin efectiva mxima definida en tabla 5.2 pg. 29 - NCh2369. o La zona ssmica ser la siguiente: Codelco Norte: Zona 2 Teniente: Zona 2 Andina Zona 2 Ventanas: Zona 3 Salvador Zona 2 En el caso de existir un estudio de riesgo ssmico, este prevalecer sobre la zonificacin antes mencionada.






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T, n = Parmetros relativos al tipo de suelo de fundacin, que se determinan de tablas 5.3 y 5.4 Pg. 29 y 30 de la Nch2369. T* = Perodo fundamental de vibracin en la direccin de anlisis ssmico. R= Factor de modificacin de la respuesta que se establece en tabla 5.6, Pg. 31 de la Norma Chilena NCh2369. = Razn de amortiguamiento determinada de tabla 5.5, Pg. 30, NCh2369. Si se tienen distintos materiales y estructuraciones se deben utilizar los valores de R y mas exigentes. En el caso de tener valores de R distintos en los dos sentidos perpendiculares a utilizar, se utilizar el valor de R mas bajo.

4.1.4 Aceleracin Vertical

Las solicitaciones debido a las aceleraciones ssmicas verticales se considerarn para el diseo del anclaje de todo tipo de equipos, estanques, etc. Tambin deber utilizarse en estructuras que tengan un volado y que transporten material o apoyen algn equipo. (Ejemplo: correas transportadoras).

En general se utilizar en las estructuras y equipos mencionados mas arriba y en cualquier estructura en donde a juicio de la VCP sea importante, independiente de la zona ssmica en donde est. El coeficiente ssmico utilizado ser C = Ao / g. En el caso que exista una estructura que soporte equipos colgantes de grandes dimensiones, en donde la carga permanente es mas del 75% del peso total, independiente de la zona ssmica , se utilizar un coeficiente ssmico igual a C= Ao/g. Igual coeficiente se utilizar para las vigas de hormign pretensado, postensado o prefabricado cuyas uniones se hormigones in situ.

Para estanques, ya sea de acero o de hormign, el coeficiente ssmico vertical ser igual a del coeficiente del modo impulsivo.

Para el clculo de la estabilidad de las fundaciones, no se supondr una aceleracin vertical actuando sobre la masa de la fundacin a menos que:





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La fundacin sea superficial y de profundidad similar a las dimensiones en planta. La fundacin sea superficial y no se hormigone contra terreno. Del estudio de suelo se infiera un factor de roce bajo para las paredes verticales.

En casos muy justificados se podr utilizar una accin ssmica vertical como lo especifica el punto 5.5.2 de la NCh2369. Esta deber ser sometida a la aprobacin del revisor ssmico del proyecto.

4.1.5 Equipos Menores

Los equipos montados en niveles de edificios (desde el 2piso) estarn sometidos a fuerzas ssmicas segn lo especifica el punto 7 de la Nch2369.

Los equipos debern ser incluidos en la modelacin y deber tomarse en cuenta su masa y rigidez cuando corresponda.

4.1.6 Distribucin de Fuerzas en Altura

4.1.6.1 Equipos y Edificios Regulares en Altura

Para el caso de equipos y edificios con distribucin de masa y rigidez en altura aproximadamente uniforme se utilizara la siguiente distribucin de fuerzas en vertical.

ojj

kk

AAF Q

PP =

HZ1

HZ

1A k1-kk =Con:

En donde: A = Factor de ponderacin para el peso asociado al nivel k k H = Altura total del edificio sobre el nivel basal.

= Altura del nivel k, sobre el nivel basal Zk






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4.1.6.2 Equipos y Edificios no Regulares en Altura

Entendemos por equipos no regulares aquellos edificios de ms de un piso que tiene cargas concentradas, debido a equipos o elementos de almacenamiento en pisos superiores, de rdenes de magnitud igual o superior a todo el piso sin contar el peso del equipo mismo.

En este caso se utilizar la formula dada en 4.1.6.1 y se tomar Ak = Zk.

4.1.7 Torsin

En estructuras con diafragma rgido o con diagonales horizontales que aseguren la compatibilidad entre elementos verticales (para movimientos horizontales) se har un anlisis independiente en dos sentidos perpendiculares, pero deber tomarse en cuenta el efecto de la accidental debido a la no coincidencia entre el centro de masa y el centro de rigidez.

Para tomar en cuenta el efecto de la torsin accidental deber sumarse momentos torsores en el centro de gravedad de la estructura determinados por el producto de las fuerzas ssmicas en el piso por la siguiente excentricidad:

0,10 bky Zk/H para el sismo segn x

0,10 bkx Zk/H para el sismo segn y

En donde

bky = Dimensin en direccin x, de la planta del nivel k

bkx = Dimensin en direccin y, de la planta del nivel k Zk = Altura del nivel k, sobre el nivel basal.

4.1.8 Valores Mximos y Mnimos

El valor de C no necesita ser mayor que el indicado en la tabla 5.7 Pg. 33 de la NCh2369.

El valor de C no ser menor que 0.25 Ao/g.





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4.2 Anlisis Dinmico

4.2.1 General

Dependiendo, si la estructura tiene diafragmas horizontales rgidos deber utilizarse un modelo con tres grados de libertad por piso. En caso contrario el modelo deber considerar un nmero suficiente de grados de libertad nodales asociados a masas traslacionales. En caso necesario se debern considerar adems las masas rotacionales.

Se ejecutar Anlisis Dinmico en aquellas estructuras y edificios especficamente indicados por VCP para cada Proyecto, para los cuales las hiptesis bsicas del mtodo esttico no son aplicables.

Se incluyen los siguientes casos, pero la enumeracin no es limitante.

Edificios y equipos importantes. Edificios de hormign armado que excedan los 45m de altura 15 pisos. Edificios de acero de ms de 6 pisos. Estructuras de acero u hormign que sobrepasen los 18m. de altura. Edificios y estructuras irregulares en planta donde ocurra alguno de los siguientes hitos:

- Configuracin geomtrica alejada de la doble simetra o con esquinas re-entrantes de dimensiones significativas.

- Momentos torsionales potencialmente grandes debidos a la excentricidad significativa entre el sistema ssmico resistente y la masa tributaria a cualquier nivel. Cambios bruscos significativos en resistencia o en rigidez de los diafragmas a cualquier nivel.

- Equipo para trabajo pesado que no se encuentra uniformemente distribuido en cada nivel de piso.

- Centros de masa tericos de cada nivel que no se encuentran aproximadamente en el mismo eje vertical.

Edificios y estructuras irregulares en configuracin vertical donde ocurra alguno de los siguientes hitos.

- Configuracin geomtrica alrededor del eje vertical, no aproximadamente simtrica o que signifique corrimientos horizontales de dimensiones significativas.

- Relaciones masa-rigidez entre diferentes pisos o niveles de carga que varen significativamente.

- Importantes y obvias diferencias en rigidez de las diferentes lneas de resistencia. - Edificios y estructuras que soporten equipo colgante pesado. - Torres altas de proceso, ya sean de hormign o revestidas de albailera, con una

relacin de la altura a la dimensin horizontal de 5 ms.





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Cuando un edificio o estructura se ha analizado por ambos mtodos, esttico y dinmico, prevalecer el ltimo sobre el primero.

Sin embargo, el anlisis esttico puede usarse para el clculo preliminar de aquellas estructuras que se analizarn posteriormente por mtodo dinmico indicado anteriormente.

(*) A menos que se especifique en otra forma, el anlisis se deber desarrollar en dos direcciones horizontales mutuamente perpendiculares.

Para las estructuras doblemente simtricas, las vibraciones se considerarn desacopladas en ambas direcciones horizontales. Se incluir solamente torsin accidental en los clculos, evaluada en forma esttica.

Para las estructuras que poseen un eje de simetra solamente, los modos de vibrar en la direccin de este eje pueden ser considerados como desacoplados.

En general, los anlisis tridimensionales se desarrollarn mediante programas computacionales, considerando tres grados de libertad en cada nivel de masa, dos desplazamientos horizontales y una rotacin en torno a un eje vertical por el centro de gravedad. En el caso de estructuras que tengan diafragmas flexibles se emplearn modelos adecuados y se tendrn en cuenta consideraciones especiales para su anlisis.

Las formas y frecuencias modales se analizarn y si se encuentra que estn acopladas sin una direccin clara y predominante de vibracin para cada uno de ellas, entonces debe hacerse un anlisis tridimensional en dos direcciones de input en lugar de los dos anlisis independientes como se establece en (*).

En general, no se requiere de anlisis dinmico vertical para la mayora de las estructuras; sin embargo cuando se trate del diseo de estructuras de grandes luces, voladizos, cscaras o estructuras tipo cscaras, grandes bvedas o cualquier estructura con geometra inusual, o distribucin irregular de masas; un modelo apropiado del comportamiento ssmico incluir la cantidad adecuada de grados de libertad verticales a cada nivel con las correspondientes masas e inercias asociadas. Los anlisis se desarrollarn considerando tanto la accin ssmica horizontal como una combinacin de excitacin ssmica horizontal y vertical actuando simultneamente.

En casos especiales como en estructuras continuas analizadas dividindolas en segmentos, pero no limitado a este caso, las inercias rotatorias en torno a un eje horizontal pueden ser importantes si algunas masas discretas estn algo alejadas del eje. Un nmero apropiado de grados de libertad en conexin con las inercias rotatorias tienen que aadirse en el anlisis dinmico para esos casos especiales.





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4.2.2 Espectro de Diseo

El siguiente espectro de aceleraciones corresponde al entregado por la NCh2369. En el caso de existir un estudio de riesgo ssmico se utilizar el espectro que entregu valores de aceleracin mayores para los periodos con mayor masa traslacional de la estructura estudiada.

0.4n

o

0.05

*TT`

RIA2.75S

=

En que: T= perodo de vibracin del modo considerado. T, n = Parmetros relativos al tipo de suelo de fundacin, que se determinan de las tablas 5.3 y 5.4 Pg. 29 y 30 de la Nch2369.

4.2.3 Superposicin Modal

Se deber incluir una cantidad de modos de tal manera que la suma de las masas equivalente sea igual o superior al 90% de la masa total.

Tanto los esfuerzos y deformaciones ssmicas se deben calcular superponiendo los valores modales por el mtodo de la Superposicin Cuadrtica Completa.

4.2.4 Torsin Accidental

El efecto de la torsin accidental debe considerarse en cualquiera de las dos formas alternativas siguientes:

a) Desplazando transversalmente la ubicacin de los centros de masas del modelo en 0.05 bky para el sismo en direccin X, y en 0.05 bkx para el sismo en direccin Y. Se debe tomar igual signo para los desplazamientos en cada nivel k, de modo que en general, es necesario considerar dos modelos en cada direccin de anlisis, adems del modelo con los centros de masas en su ubicacin natural.

b) Aplicando momentos de torsin estticos en cada nivel, calculados como el producto de la variacin del esfuerzo de corte combinado en ese nivel, por una excentricidad accidental dada por:

0.1 bkyZk/H para el sismo segn X;

0.1 bkxZk/H para el sismo segn Y; Este Documento es propiedad de CODELCO CHILE. Fecha Impresin Se prohbe su reproduccin, y exhibicin, sin el consentimiento de CODELCO CHILE. 04/04/2008 El documento, una vez impreso, se considera una copia NO CONTROLADA y puede estar obsoleta. Consulte la revisin vigente del documento SGP-GI-ES-CDI-002 en el Escritorio de la VCP





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Se debe tomar igual signo para las excentricidades en cada nivel, de modo que en general, es necesario considerar dos casos para cada direccin de anlisis. Los resultados de estos anlisis debern sumarse a los de los anlisis modales espectrales que resultan de considerar el sismo actuando segn la direccin X o Y de la planta, del modelo con los centros de masas en su ubicacin natural.

4.2.5 Accin Ssmica Vertical

Ver punto 4.1.4

4.2.6 Equipos Robustos y Rgidos Apoyados en el Suelo

Ver punto 5.6 de la NCh2369.

4.3 Anlisis Especiales

Se entender por anlisis especiales (punto 5.8 de la NCh2369.) la utilizacin de mtodos de anlisis no lineal. Tanto la necesidad de su utilizacin como la metodologa a aplicar debern someterse a la aprobacin del revisor ssmico del proyecto.

4.4 Valores Mximos y Mnimos

Son los mismos valores mostrados en 4.1.8 pero incorporando el factor de importancia I.

4.5 Edificios no Industriales

Se entiende por edificios no industriales, todo aquella instalacin que no albergue ningn equipo utilizado en la produccin (elctrico, mecnico) y que su continuidad de operacin pueda ser fcilmente reemplazable en forma temporal. Para estos edificios se utilizar la NCh433.

Se cuentan entre estos:

Casinos. Oficinas de administracin.





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Baos. Recepcin. Caseta de Guardias.

4.6 Combinacin de Acciones Ssmicas Independientes

Dependiendo de lo irregular que sea la rigidez en planta de los elementos resistentes, ser necesario tomar en cuenta la contribucin de acciones ssmicas independientes. La expresin general es la siguiente:

Ex = Sx fhSy fvSz Ey = fh Sx fhSy fvSz

Ex = solicitacin ssmica total segn x Ey = solicitacin ssmica total segn y Sx = Solicitacin ssmica pura segn x Sy = Solicitacin ssmica pura segn y Sz = Solicitacin ssmica vertical Fh = Coeficiente horizontal (o





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5 COMBINACIONES DE CARGAS

Las estructuras sus fundaciones y los anclajes de equipos, debern disearse para resistir la ms crtica de las siguientes combinaciones

Las cargas de temperatura sern incluidas en el diseo de las instalaciones de la divisin en donde a juicio del diseador, en conjunto con el especialista de proceso, la variacin de temperatura es significativa y normal. El uso o no uso de esta carga deber ser sometido a aprobacin del revisor ssmico del proyecto.

5.1 Diseo por Tensiones Admisibles

Cargas Permanentes, sobrecarga de techo, sobrecargas habituales de operacin, cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ().

Cargas Permanentes, cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ().

En el caso de incluir cargas de puente gra las combinaciones de carga sern:

a) Puente Gra de mantencin:

Se entiende por puente gra de mantencin aquel que funciona solo en labores eventuales durante el ao y que no tiene responsabilidad en ningn proceso de produccin.

Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra (descargado),sobrecargas de techo

sobrecargas habituales de operacin, cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ()

Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra (descargado), cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ().

b) Puente Gra de operacin:

Se entiende por puente gra de operacin el que funciona en forma contina durante el ao en labores de produccin (Ejemplos: puente gra Fundicin y o Refinera) o que no teniendo una operacin contina si tiene responsabilidad en la continuidad de la produccin.

Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra, carga vertical (sin impacto),traccin

longitudinal (frenaje lateral), sobrecargas de techo, sobrecargas habituales de operacin, cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ().





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Cargas Permanentes, cargas Peso Propio puente gra, traccin longitudinal (frenaje lateral), cargas de temperatura, sismo horizontal (), sismo vertical ().

La carga de levante no es necesario incluirla en la masa ssmica para efectos de clculo de la fuerza ssmica.

En el caso de haber mas de un puente gra de operacin ver punto Load Combinations for Design of Crane Runways and Supporting Structures AISE Technical Report No. 13 ao 2003 o la versin posterior que la remplace.

Cualquier sobrecarga accidental de operacin producida por un evento ssmico deber ser evaluada y considerada en las combinaciones antes sealadas.

Las tensiones admisibles para el diseo de elementos cuya solicitacin esta determinada por estas combinaciones podr ser aumentada en un 33.3%.

5.2 Diseo por Factores de Carga y Resistencia

1.4*(Cargas Permanentes) 1.2*(Cargas Permanentes), a*(sobrecargas habituales de operacin), 1.2*(cargas de

temperatura), b*(sismo horizontal ()), b*(sismo vertical ()). 0.9*(Cargas Permanentes), 1.2*(cargas de temperatura), b*(sismo horizontal ()),

0.3*(sismo vertical ()). En el caso de incluir cargas de puente gra las combinaciones de carga sern:

c) Puente Gra de mantencin:

Se entiende por puente gra de mantencin aquel que funciona solo en labores eventuales durante el ao y que no tiene responsabilidad en ningn proceso de produccin.

1.4*(Cargas permanentes) 1.2*(Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra (descargado)), a*(sobrecargas

habituales de operacin), 1.2*(cargas de temperatura), b*(sismo horizontal ()), b*(sismo vertical ()).

0.9*(Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra (descargado)) ,1.2*(cargas de temperatura), b*(sismo horizontal ()) ,0.9*(sismo vertical ()).





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d) Puente Gra de operacin:

Se entiende por puente gra de operacin el que funciona en forma contina durante el ao en labores de produccin (Ejemplo: puente gra Fundicin) o que no teniendo una operacin contina si tiene responsabilidad en la produccin.

1.4*(Cargas Permanentes) 1.2*(Cargas Permanentes, Peso Propio puente gra), 1.0*(carga vertical (sin

impacto)), 1.0*(traccin longitudinal (frenaje lateral)), a*(sobrecargas habituales de operacin), 1.2*(cargas de temperatura), b*(sismo horizontal ()), b*(sismo vertical ()).

0.9*(Cargas Permanentes, cargas peso propio puente gra), 1.0*(traccin longitudinal (frenaje lateral)), 1.2*(cargas de temperatura), b*(sismo horizontal ()), 0.3*(sismo vertical ()).

En que: a

Zonas de Almacenamiento 1.0 Plataformas de Operacin 0.5 Plataformas de Mantencin 0.25 b Estructuras de Acero y equipos 1.1 Estructuras de Hormign Armado 1.4

6 REQUERIMIENTOS PARA ESTRUCTURAS DE ACERO

Mientras no se oficialice la nueva versin de la norma chilena para el dimensionamiento y construccin de estructuras de acero, regir en todo el territorio nacional la norma AISC -2005 Specifications for Structural Steel Buildings, Allowable Stress Design y Load and Resistance Factor Design Methods.

6.1 Requerimientos de Ductilidad

Las estructuras de acero diseadas para resistir fuerzas smicas deben tener elementos y conexiones capaces de disipar grandes cantidades de energa. Este comportamiento debe ser consistente con una larga incursin en el rango inelstico, pero que no admita la posibilidad de llegar al punto de falla ltima, lo cual se traducira en una falla frgil.





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De esta manera las estructuras deben ser diseadas para tener un nivel de tensiones consistente con el comportamiento esperado y una gran reserva de resistencia.

Especial atencin se debe tener con elementos estructurales que estn especialmente diseados para desarrollar ductilidad, previniendo la posibilidad de fallas frgiles repentinas o de pandeo general. Para esto se deber tener en consideracin los requerimientos de diseo de AISC Seismic Provisions for Structural Steel Buildings (1997) y Supplement No 2 (November 2000).

6.2 Sistemas de Arriostramientos

El punto 11.6.3 del Criterio de Diseo Estructural, debe entenderse en cuanto a que no se aceptarn marcos arriostrados cuyos arriostramientos no lleguen al nivel de la placa base.

Especial consideracin deber tomarse a los puntos 11.6.4 de los CDE-VCP para el caso del diseo de diagonales que tomen fuerzas ssmicas.

El punto 11.6.5 se remplaza por el punto 8.3.3 de la NCh2369.2003 que es el siguiente: Los elementos de sistemas sismorresistente verticales que trabajan en compresin, deben tener relaciones ancho/espesor menores que r segn Tabla 8.1 (Pg. 51 NCh2369.2003). La esbeltez del elemento debe ser menor que 1.5 E/Fy.

Los elementos horizontales deben cumplir con el punto 8.7.3.1 de la NCh2369 que es el siguiente:

Las diagonales y puntales sismorresistentes que trabajan en compresin, deben tener relaciones ancho /espesor menor que r segn Tabla 8.1 (Pg. 51 NCh2369.2003). La esbeltez del elemento debe ser menor que 1.5 E/Fy.

6.3 Conexiones

El punto 11.9.7 de los CDE-VCP especifica la cantidad mnima de pernos por conexin para el caso de perfiles simples o compuestos. Debe agregarse que las conexiones con pernos sern calculadas para resistir el 100% de la capacidad a traccin del elemento, de acuerdo al punto 8.5.2 de la NCh2369.






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6.4 Anclajes

En punto 11.6.14 de de los CDE-VCP se entiende que se especifica llaves de corte (para transferir fuerzas horizontales debidas a aceleraciones ssmicas a la fundacin) para todas las instalaciones y equipos que son crticos para la continuidad de la produccin.

Para otros equipos e instalaciones no considerados crticos, el punto 8.6.3 de la NCh2369 puede ser utilizado. Sin perjuicio de esto, los equipos e instalaciones que no lleven llaves de corte sern sometidos a la aprobacin del revisor ssmico del proyecto.

Especial importancia para el diseo de la placa base son los puntos 11.9.12 y 11.9.13 de los CDE-VCP. En cuanto a esto, los pernos de anclaje tendrn una proyeccin de a lo menos 8 dimetros y no menos de 250mm de acuerdo al punto 8.6.2 de la NCh2369.

Los requerimientos del punto 8.6 de la NCh2369 sern considerados como mandatarios para el diseo de anclajes. Estas se complementarn con los puntos 11.9.12 y 11.9.13 de los CDE-VCP.

A menos que se entregue informacin fidedigna de ensayos de comportamiento para cargas cclicas en pernos de expansin, o que se cite una norma reconocida, estos no sern admitidos como alternativa para anclar equipos y instalaciones consideradas crticas. Igual especificacin recae sobre los pernos qumicos. Cualquier excepcin a este punto deber ser aprobado por el revisor ssmico del proyecto.

6.5 Diseo en General

Los puntos 11.6.19 a 11.6.23 de los CDE-VCP especifican importantes guas para el diseo de ductos sujetos a movimientos ssmicos.

Los puntos 11.6.24 a 11.6.25 de los CDE-VCP especifican importantes recomendaciones para el caso de equipos soportados en distintos niveles de un edificio, como torres de proceso, ductos de gran dimetro o equipos de grandes dimensiones que cuelgan de edificios y que estn sometidos a aceleraciones ssmicas.





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7 REQUERIMIENTOS PARA ESTRUCTURAS DE HORMIGN

Mientras no se oficialice una nueva versin de la norma nacional de diseo de hormign NCh430 regir en todo el territorio nacional la versin del cdigo ACI 318 conforme a la NCh433 vigente.

Los edificios de hormign sern de marcos, o muros o una combinacin de ellos. Para definir la estructuracin ver punto 9.1.4 de la NCh2369.

Con el objeto de asegurar la ductilidad, se ejecutarn ensayos en fbrica para las barras de refuerzo longitudinal. Para estos ensayos, la tensin de fluencia obtenida no deber exceder de la mnima especificada en ms de 130kg/cm2. La tensin ltima no ser mayor que 1.33 veces la tensin de fluencia obtenida en el ensayo.

7.1 Marcos

Cuando la estructuracin sea en base a marcos, se deber hacer un detallamiento consistente con el uso de un coeficiente de modificacin de la respuesta R de marcos dctiles. Para esto se deber dimensionar y detallar como marcos especiales resistentes a momento, de acuerdo a las disposiciones de las secciones 21.1 a las 21.5 del captulo 21 de ACI 318. Se permitir aceptar un criterio alternativo de limitacin de profundidad de la fibra neutra.

En el caso que el marco no cumpla las disposiciones antes sealadas se deber utilizar un factor R no mayor que 4.

En el caso que la estructura sea muy flexible (Corte Basal < (Corte mnimo) x0.5) se podr aplicar el punto 9.1.3 de la NCh2369.

7.2 Hormign Prefabricado Ver Especificacin Tcnica para Hormign Estructural Prefabricado.





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7.3 Anclajes

Los pedestales o soportes de hormign de las estructuras metlicas deben disearse para transmitir las cargas por traccin, aplastamiento, corte, friccin o cualquiera combinacin de ellas, conforme a las recomendaciones del apndice D Anclaje al Hormign del cdigo ACI 318-2002.

8 FUNDACIONES

8.1 General

En general las fundaciones aisladas como las losas de fundacin carecen de propiedades inerciales pero si tienen propiedades elsticas. Al respecto ver 4.1.4.

En los modelos computacionales se considerar empotradas las fundaciones que subyacen sobre suelos tipo I y tipo II segn tabla 5.3 NCh2369. Para suelos distintos de estos, se deber hacer una estimacin de la rigidez del suelo y hacer un segundo proceso suponiendo la fundacin con una rigidez menor que infinito.

8.2 Fundaciones Aisladas

A menos que el informe de geotecnia imponga una restriccin mayor las fundaciones aisladas debern tener a lo menos un 80% del rea comprimida en contacto con el suelo, para la combinacin de carga ms desfavorable. Valores menores deben ser debidamente justificados. En todo caso deber ser sometido a la aprobacin del Lder de la Disciplina Civil Estructural del Proyecto.

En el caso que una fundacin no cumpla esta restriccin se podrn colocar vigas de fundacin pero, independiente del momento que tome la viga, la zapata deber tomar por si sola a lo menos el 70% del momento volcante con un 100% de compresin de suelo.

Para verificar las presiones de contacto sobre el suelo se utilizar las combinaciones de carga ms desfavorables de las indicadas en el prrafo 5.1, sin considerar factores de mayoracin.





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8.3 Losas de Fundacin

A menos que el informe de geotecnia imponga una restriccin mayor las losas de fundacin debern tener a lo menos un 80% del rea comprimida en contacto con el suelo, para la combinacin de carga ms desfavorable. Valores menores deben ser debidamente justificados. En todo caso deber ser sometido a la aprobacin del revisor ssmico del proyecto. Para fundaciones de grandes dimensiones se exigir un anlisis tomando en cuenta la interaccin suelo estructura.

8.4 Pilotes 8.4.1 La distancia entre pilotes no deber ser menor que 3 dimetros. 8.4.2 Los pilotes deben quedar conectados a cabezales. 8.4.3 Los pilotes individuales o los cabezales de grupos de pilotes deben conectarse

mediante vigas de amarre diseadas para resistir una fuerza de compresin o traccin no inferior a un 10% de la mayor carga vertical que acta sobre el pilote o sobre el conjunto.

8.4.4 Ver Criterio de Diseo Geotcnico y de Mecnica de Suelos.

8.5 Empujes sobre Muros Enterrados

En caso de no existir informe geotcnico con informacin para determinar los empujes ssmicos sobre muros se puede utilizar lo siguiente:

8.5.1 Muros Verticales Arriostrados con Losa Superior

La componente ssmica del empuje debido a suelos horizontales, puede evaluarse usando la siguiente expresin:

s = CR H Ao/g

s : presin ssmica uniformemente distribuida en toda la altura H del muro. H : es la altura del muro en contacto del suelo. : es el peso unitario hmedo del suelo o del relleno colocado contra el muro. Ao : es la aceleracin efectiva mxima del suelo. CR : 0.45 suelos duros, densos o compactados; 0.70 para suelos sueltos o blandos; 0.58 para rellenos sueltos depositados entre el muro y el talud de una excavacin practicada en suelo denso o compactado.





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En el caso de existir napa dentro del suelo retenido el informe geotcnico ser obligatorio.

8.5.2 Muros Verticales sin Arriostramiento Superior

Para suelos granulares se podr estimar el empuje total ssmico (empuje esttico + empuje ssmico) segn la siguiente formula:

( ) AEVAE KK1H21P 2 =

( )( ) ( ) ( ) (( )

)

++++

=cos

1coscos

cosK2

sensenAEEn donde:

H : altura del muro : peso unitario del relleno posterior del muro : ngulo de friccin interna del relleno posterior del muro : ngulo de friccin interna entre el relleno y el muro. : arctg(kh/(1- kv) kh : (aceleracin ssmica horizontal)/g kv : (aceleracin ssmica horizontal)/g

La componente esttica del empuje activo se puede estimar de acuerdo a:

AA KH21P 2 =

sensen

A +=

11K En donde:

De esta manera el empuje ssmico puro ser PAE= PAE - PA actuando a 2/3H de la altura del muro.

Esta simplificacin supone un muro de paramento vertical y un relleno formando un ngulo 0 con la horizontal.

Para configuraciones de muros distintas a la desarrollada como tambin para suelos con napa fretica y con cohesin ser obligatorio el informe geotcnico.

Tanto para el punto 8.5.1 como 8.5.2 se deber ver el Criterio de Diseo Geotcnico y de Mecnica de Suelos.






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8.6 Determinacin del Signo de los Esfuerzos Ssmicos

En el caso en que se haga un anlisis dinmico por superposicin modal espectral, el signo de las cargas ssmicas sobre la fundacin se tomar igual al signo del modo con mayor masa traslacional.

Se deber en todo caso examinar el set de cargas as determinadas y verificar que el momento volcante determinado con estas cargas no difieran en mas de un 10% del momento volcante superpuesto.

9 ESTANQUES APOYADOS EN EL SUELO

9.1 General

Este punto se refiere a estanques en donde la distancia al centro de gravedad del contenido es menor que la altura del estanque y pueden ser analizados como un oscilador de un grado de libertad.

9.1.1 El diseo de los estanques apoyados en el suelo se regir por el punto 11.8 de la

NCh2369. 9.1.2 El clculo ssmico esttico de estanques de almacenamiento se har como lo

establece el apndice E de la norma API 650 ltima edicin. En este ltimo caso deber usarse el espectro especfico del sitio, y de no existir este se utilizar el espectro de la NCh2369.

9.1.3 En el caso que se consulte el uso de placas de corte se supondrn activas el 50% del

total de ellas. 9.1.4 Ver Criterio de Diseo para Estanques Atmosfricos de Hormign Armado y Acero.

9.2 Fundaciones 9.2.1 Se deben usar dos tipos de bases para los estanques:

Ancladas a la fundacin. Libres o no ancladas.





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9.2.2 La decisin de anclar o no el estanque se debe tomar en base a los criterios

especificados en el cdigo de diseo que se aplique (los mas utilizados que son API650, AWWA D100 y NZS 1986 entregan ecuaciones para determinar esta condicin) en conjunto con el revisor ssmico del proyecto.

9.2.3 El tipo de fundacin a usar depender de tanto del tipo de suelo como de la base del

estanque, de acuerdo a lo siguiente:

Base anclada: se recomienda utilizar zapatas de hormign armado con pernos de anclaje de acuerdo a lo indicado en 9.2.5 a 9.2.10. El sistema de anclaje debe disearse de manera que los pernos fluyan antes que el manto.

Base libre, sin pernos de anclaje: es recomendable utilizar un anillo circular de hormign armado bajo el manto de acero, con base de ripio compactado (de acuerdo a lo especificado en el Informe de Mecnica de Suelos de cada proyecto) bajo las planchas de fondo.

9.2.4 En casos puntuales en que la resistencia del suelo a la compresin sea muy baja, se

requiere losa de fundacin bajo las planchas de fondo y eventualmente apoyadas sobre pilotes.

9.2.5 En estanques metlicos anclados de fondo plano, el diseo de los pernos de anclaje se

debe hacer de modo que 1/3 del nmero total de pernos sean capaces de tomar el esfuerzo de corte ssmico total, a no ser que el sistema de anclaje considere un dispositivo que garantice que el 100% de los pernos sean activos para tomar el corte ssmico total. El diseo de los pernos debe considerar la ocurrencia simultnea de las tensiones por traccin y por cizalle.

9.2.6 Cuando el esfuerzo de corte ssmico trasmitido a cada perno efectivo sea inferior a

5ton, se debe usar placas de corte embebidas en la fundacin o topes ssmicos diseados para resistir el 100% del esfuerzo de corte ssmico basal.

9.2.7 En el diseo de las placas de corte no se debe considerar la resistencia del mortero de

nivelacin. 9.2.8 El diseo de los elementos de anclaje al corte no debe contemplar el roce entre la

placa base y la fundacin. 9.2.9 No se debe considerar la superposicin de resistencia entre placas de corte y pernos

de anclaje.





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9.2.10 Los pernos de anclaje deben sujetar el manto de acero a travs de sillas de anclaje o por medio de un anillo de anclaje continuo reforzado.

9.2.11 En estanques no anclados se debe dar al fondo una inclinacin cnica de 1% como

mnimo para prevenir el deslizamiento horizontal. 9.2.12 La calidad de los materiales que componen el sistema de fundacin, tanto los pernos

de anclaje, planchas para las sillas y llaves de corte, como el grado del hormign armado, deben cumplir con las disposiciones del Criterio de Diseo de cada proyecto adems de lo especificado en la Norma Chilena NCh2369.Of2003.

9.2.13 Las recomendaciones para los tipos de fundaciones ms usuales en estanques se

entregan en las normas y captulos que se indican a continuacin:

API 650: Apndice B AWWA D100: Captulo 12 NZS 1986: Captulos 5 y C5

10 ESTANQUES ELEVADOS, RECIPIENTES DE PROCESO Y ESPESADORES 10.1 El diseo de los estanques elevados y recipientes de proceso se regirn por el punto

11.7 de la NCh2369. 10.2 Ver los siguientes Criterios de Diseo Corporativos de la VCP: Para Estanques Elevados: Criterio de Diseo para Estanques Atmosfricos de Hormign Armado y Acero Para Recipientes de Proceso: Criterio de Diseo para Recipientes de Proceso Para Espesadores: Criterio de Diseo para Espesadores





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11 ALBAILERA

Queda estrictamente prohibido el uso de ladrillo fabricado a mano. La procedencia del ladrillo debe ser conocida y deber ser autorizada por el especialista de CODELCO.

11.1 Estructuras de Albailera Refractaria

En los hornos que trabajen a grandes temperaturas el revestimiento de ladrillos no tendr responsabilidad del punto de vista estructural. Su funcin ser solo como refractario. En el caso en que sea absolutamente necesario utilizar el refractario como elemento estructural se deben tomar las precauciones especificadas en el punto 11.10.2 de la NCh2369.

11.2 Edificios de Albailera

En el caso de estructuraciones que combinen muros de hormign y muros de albailera, que no se tenga certeza de las caractersticas mecnicas de la albailera, se deber a hacer dos procesos computacionales en donde primero el mdulo de cizalle de la albailera sea del hormign y segundo el mdulo de cizalle de la albailera sea 1/8 del hormign. Esto se exigir solo en el caso en que el factor de modificacin de la respuesta sea R=4.

11.3 Muros de Albailera en Edificios de Acero

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.

Si se usan, los muros 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.





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12 MADERA

Las estructuras de madera deben disearse de acuerdo al punto 13.0 del Criterio de Diseo Estructural. Las conexiones se disearan de tal manera que tengan una resistencia menor que los elementos que unen. Adems deber asegurarse que la falla de dichas conexiones sea dctil.

13 APROBACIN SSMICA

13.1 Aprobacin Ssmica de Equipos Suministrados por Vendedores

13.1.1 Equipamiento Clases A y B Mtodo de Anlisis Ssmico A menos que se establezca otra cosa el equipo y su soporte y anclajes deben resistir las

fuerzas ssmicas determinadas por el mtodo dinmico de clculo como se establece en los presentes criterios.

Revisin ssmica. El proveedor someter para revisin y aprobacin del revisor ssmico del proyecto, segn

lo dispuesto por la NCh2369, la documentacin necesaria y suficiente para efectuar la revisin ssmica en dos etapas, como sigue:

1. Disposicin general. Dibujos y esquemas del sistema estructural sismo - resistente

con indicacin clara de todas las masas soportadas, centros de gravedad, elementos de unin elstica y un documento que describa el concepto estructural propuesto.

2. Anlisis Ssmico Dinmico, a menos que por excepcin se hubiere aceptado un

clculo esttico. Dibujos, memorias de clculo, listados de salida del computador y dimensionamiento de

todos los elementos estructurales. La Segunda Etapa slo podr ser presentada para aprobacin si la primera ya est

aprobada.





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13.1.2 Equipamiento Clase C Mtodo de diseo ssmico. A menos que otra cosa se especifique, el equipamiento y sus soportes y anclajes

soportarn las fuerzas ssmicas determinadas por el mtodo esttico de anlisis, como se define en estos Criterios de Proyectos Estructural.

Revisin Ssmica El proveedor someter para revisin y aprobacin del revisor ssmico del proyecto toda la

documentacin necesaria y suficiente para la revisin ssmica en dos etapas, como sigue: 1. Disposicin General. Lo dispuesto para equipamiento clases A y B. 2. Anlisis Ssmico Esttico. Dibujos, memorias de clculo, listados de salida del

computador y dimensionamiento de todos los elementos estructurales. La segunda etapa slo podr ser presentada para aprobacin si la primera ya est aprobada.

13.1.3 Clase D. Equipamiento Menor Mtodo de diseo ssmico. El equipo y su soporte y anclaje debe soportar las fuerzas horizontales ssmicas aplicadas

en el centro de gravedad, en su direccin ms desfavorable. El mtodo de anlisis estt

Criterios de Diseño Estructura N°2

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