criterio de diseño civil estructural

Criterio de Diseño Civil Estructural

CONACSA S.A.

ACIDUCTO CODELCO RADOMIRO TOMIC

CRITERIO DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL

Doc. Nº Q1027-99000-C2-DC-001

Jefe Disciplina : J. Alegría __________________

Gerente Ingeniería : D. Méndez __________________

Gerente Proyecto : G. Reveco __________________

Cliente : O. García __________________

0 Emitido para Construcción JA JA DM GR OG 28 May. 2002 D Emitido para Aprobación JA JA DM GR OG 15 May. 2002 C Emitido Para Información JA JA DM GR OG 26 Abr. 2002 B Re-Emitido Coordinación Interna JA JA DM GR 18 Abr. 2002 A Coordinación Interna JA JA DM GR 05 Abr. 2002

Rev. Emitido Para: Por J.Disc I.Proy G.Proy Cliente Fecha

Ingenieros y Consultores Ltda.


Criterio de Diseño Civil Estructural Doc. Nº: Q1027-99000-C2-DC-001

Rev. 0, 28 May. 2002

Q102799000C2DC001-0 Criterio de Diseño Civil Estructural.doc Página 2 de 22

TABLA DE CONTENIDO

Item Descripción Página

1 Alcance 3 2 Descripción del sitio de Planta 3 3 Especificaciones relacionadas 3 4 Códigos y Normas de Referencia 3 5 Definiciones de: unidades, tipo planos, cálculos, idioma 5 6 Definición de los tipos de cargas 5 7 Criterios de combinaciones de carga general 12 8 Criterios de diseño de hormigón armado 12 9 Criterios de diseño de acero estructural 13 10 Límites de deformación y desplazamientos general 17 11 Criterios de diseño de Albañilería 18 12 Criterios de diseño de Madera estructural 18 13 Diseños especiales 18 14 Criterio de Diseño Civil 20



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1. Alcance El alcance de este documento es establecer los criterios de diseño civil y estructural de las

obras a construir en el proyecto Aciducto Codelco Radomiro Tomic para Conacsa S.A.. En este documento se incluye las definiciones de materiales, códigos y normas aplicables, cargas de diseño, límites de deformación, límites para transporte, factores de seguridad, movimientos de tierra, drenajes caminos, etc..

2. Descripción del sitio de Planta

El proyecto se ubica en el norte de Chile, provincia de El Loa, aproximadamente a 10 Km al norte de Chuquicamata, 40 Km al norte de la ciudad de Calama y a una altitud de 3000 m.s.n.m.. El proyecto contempla la instalación de una cañería de transporte de ácido en una longitud aproximada de 22 kilómetros entre las instalaciones de Codelco División Chuquicamata y la División Radomiro Tomic. El proyecto se desarrolla primero junto a un camino de servicio existente y después atravesando los “ Cerros de Chuquicamata” hasta llegar al área de descarga de ácido en las instalaciones de Radomiro Tomic . El proyecto contempla la construcción de estaciones de drenaje, estaciones de bombeo y una estación de traspaso. En general en el trazado no se observa grandes singularidades excepto en la zona de los cerros ya mencionados. El clima es seco con humedad relativa entre 13 y 59%. Los vientos predominantes tienen una dirección Sur-Oeste y una velocidad máxima de 150 Km/h.

3. Especificaciones y documentos relacionados Este criterio de diseño se complementa con las siguientes especificaciones técnicas e

informes técnicos:

Número Descripción Q1027-99000-C1-SP-001 Excavaciones y Rellenos estructurales Q1027-99000-C2-SP-001 Construcción de hormigones y Morteros de nivelación

Q1027-99000-C2-SP-002 Protección de Hormigones. Q1027-99000-S-SP-001 Fabricación de estructura metálica Q1027-99000-S-SP-003 Montaje de Estructura Metálica Q1027-99000-S-SP-002 Revestimientos Protectores y Pinturas Informe de Mecánica de Suelos ( Pendiente )

En caso de discrepancias entre este criterio de diseño y las especificaciones, las

especificaciones prevalecerán. 4. Códigos y Normas de Referencia

Este criterio de diseño se complementa con las siguientes Normas, estándares y códigos. Por cualquier discrepancia entre este criterio de diseño y las referencias siguientes, este documento prevalecerá:



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Número Descripción Nacional:

NCh 433of 96 Diseño Sísmico de Edificios NCh 2369 .C97 Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales NCh 432 of 71 Cálculo de la Acción del Viento sobre las Construcciones NCh 1537 of 86 Cargas Permanentes y Sobrecargas de uso para el Diseño de Edificios NCh 170 of. 85 Hormigón - Requisitos generales NCh 204 of. 77 Acero - Barras laminadas en caliente para hormigón armado NCh 218 of.77 Acero - Mallas de alta resistencia para hormigón armado - Especificaciones NCh 1928.Of93 Albañilería armada NCh 2123.Of97 Albañilería Confinada - Requisito de diseño y cálculo NCh 203 Of77 Acero para uso estructural - Requisitos NCh 1198.Of91 Madera- Construcciones en madera - Cálculo NCh 1990.Of86 Madera - Tensiones admisibles para madera estructural NCh 2165.Of91 Tensiones admisibles para madera laminada encolada estructural de pino

radiata. Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones (Undécima edición actualizada ) Senageomin: Servicio Nacional de Geología y Minería Manual de Carreteras del Departamento de Vialidad MOP Chile Extranjero:

• ACI (American Concrete Institute)

o ACI 318-99 Building Code Requirements for Reinforced Concrete.

o ACI 301-89 Specifications for Structural Concrete for Buildings.

o ACI 360-92 Design of Slab on Grade

o ACI 302-96 Concrete Floor and Slab Construction

• AISC (American Institute of Steel Construction)



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o Manual of Steel Construction, ASD, Ninth Edition, 1989. Volúmenes I y II

• AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials)

o Standard Specification for Highway Bridges, Fifteenth Edition, 1992.

• API (American Petroleum Institute)

o API 650-98 - Tenth Edition

• AREA (American Railroad Engineering Association)

• ASCE (American Society of Civil Engineers)

• AWS (American Welding Society) D1.1-94, Structural Welding

• NFPA (National Fire Protection Association) o NFPA 101-91, Means of Egress Requirements

• OSHA (Occupational Safety and Health Administration), Part 1910, Subpart D: Walking-

Working Surfaces

• UBC (Uniform Building Code)

• AISE ( Association of Iron and Steel Engineers) o Technical Report No. 13. Specification for the design and construction of Mill

Building. • AISI ( American Airon and Steel Institute ) • ASTM ( American Society for Testing and Materials )

• PCI ( Precast Prestressed Concrete Institute ) • SSPC ( Steel Structure Painting Council )

5. Definiciones de: unidades, tipo planos, cálculos, idioma

5.1 Planos

Los planos en general se ejecutarán en formato A1 prevaleciendo el formato definido en el proyecto. El idioma será español. Si los planos de desarrollan en el extranjero, el idioma podrá ser diferente del español pero se deberá incluir la traducción al español. Las unidades en general serán en Sistema Métrico. Para planos desarrollados en el extranjero se aceptará el uso de unidades según Sistema Inglés pero se deberá incluir



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la correspondiente traducción al sistema Métrico. Se aceptará el empleo de medidas en pies y pulgadas para aquellos elementos y materiales por sus condiciones normales de suministro utilicen estas unidades. Los Planos de estructura metálica se acotarán en milímetros. Los planos de hormigón se acotarán en milímetros. Las elevaciones siempre serán dadas en metros con tres decimales. Los planos de movimiento de tierra expresarán las elevaciones con dos decimales.

5.2 Memorias de cálculo

Las memorias de cálculo se ejecutarán en idioma español o inglés. Se deberá usar unidades Métricas salvo aquellas que se originen en extranjero que deberán incluir unidades Métricas entre paréntesis.

5.3 Especificaciones y reportes

En general se prepararán en idioma español, salvo requerimientos especiales de proyecto

6. Definición de los tipos de cargas

En general y a excepción de lo indicado en este capítulo, las cargas y combinaciones de cargas deberán ser las indicadas en el ASCE Standard 7. En caso de omisión se usará la norma chilena NCh 1537. Para combinaciones sísmicas ver 6.11.

6.1 Estáticas o de peso propio Incluye todas las cargas permanentes de peso propio como ser estructura, particiones,

estanques vacíos, equipos, protección contra incendio, cañerías, ductos, aislamiento, bandejas y cables eléctricos, luminarias, cubiertas, todo misceláneos permanente.

6.2 Empujes de suelo e Hidrostáticas Corresponde a las cargas de empuje de suelos, activas, pasivas, reposo y sísmicos,

incluyendo los empujes producto de la presencia de agua. Esto de acuerdo a lo recomendado en el informe Geotécnico del proyecto.

6.3 Operación Son aquellas cargas producto de la operación y funcionamiento de los equipos como

ser aquellos líquidos contenidos en cañerías, estanques, equipos, tanto en condición normal de operación como en partidas, paradas y descargas. Cargas producto de ejes en rotación, etc..

6.4 Prueba Son aquellas cargas producto de las pruebas de equipos y cañerías, que generalmente

son mayores de las normales de operación. Esta carga incluye los líquidos contenidos



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en el equipo y cañería. 6.5 Vivas Son las cargas provenientes del uso de la estructura como ser cargas móviles,

peatonales, de herramientas, paneles móviles, material almacenado, partes de equipos desmantelados, etc.

En las Tablas A y B siguientes se indican las sobrecargas típicas a considerar en los

diseños incluyendo la reducción de carga para combinación sísmica. Las reducciones de sobrecarga estática se aplicarán a criterio del Ingeniero Calculista de acuerdo al indicado en ASCE, UBC, OSHA y NCH 1537 según corresponda.

Para edificios auxiliares no industriales deberán ceñirse a la Norma NCh 1537 of 86. Deberá analizarse también el efecto de la acción de esta carga en forma aislada o

incluso alternada, además de su acción uniforme.

Tabla A : Sobrecargas Mínimas Normal y Reducida sísmica

Descripción Normal Reducida sísmica

Kg/m2 Kg/m2 Pasillo acceso oficinas 250 60 Pasillo acceso sala computadores 500 125 Pasillos de operación 250 60 Corredor peatonal 500 125 Accesos públicos 1200 125 Platformas de equipos livianos 500 125 Plataforma de equipos pesados 800 200 Salas de control ( Verificar requerimiento real ) 700 350 Sala de Interruptores ( Verificar requerimiento real ) 1500 750 Plataforma de camiones ( Excepto para camiones mina )

AASHTO HS -20-44

Oficinas 250 125 Comedores 500 125 Mezaninas 500 125 Laboratorios 500 125 Techos 100 0 Edificios auxiliares Nch 1537 Escalas 250 125 Barandas y barreras de seguridad OSHA Almacenamiento liviano 600 150 Almacenamiento pesado 1200 300



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Tabla B: Cargas concentradas

Descripción Carga

Kg Vigas en general de pasillos, de acceso y operación 1000 Losas de piso, salas de control, salas de interruptores, oficinas, plataformas

1000

Escalas y rampas 450 Almacenamientos Carga de

Cargadores

6.6 Dinámicas Son aquellas cargas producidas por paso de camiones, trenes y portales grúa sobre

puentes, muelles, terreno, cañerías y ductos enterrados, radieres o pavimentos, etc. El camión de diseño será HS20 definido por AASHTO.

6.7 Viento

Esta carga deberá ser aplicada a todas las estructuras y sus componentes, equipos,

estanques, etc. que estén expuestos al viento.

Esta carga se aplicará de acuerdo a la Norma NCh 432 of71. Para estructuras de sección circular, como el caso de chimeneas, deberá verificarse el efecto de los vórtices en las paredes laterales. La deferencia entre la frecuencia de los vórtices (fv ) y alguna de las frecuencias propias de la estructura deberá ser mayor a 20%.

DSV

fv = ( Ciclos /seg )

donde: S : Número "Strouhal" el que depende del número de Reynolds (Re). Salvo

que se indique otro valor, se asumirá como 0.2. V : Velocidad crítica del viento sobre la estructura (m/s) D : Diámetro de la estructura Alternativamente se podrá aplicar en código UBC para una velocidad de viento de 150 Km/h y exposición tipo D.

6.8 Nieve

N/A 6.9 Temperatura



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Son aquellas fuerzas producidas por cambios de temperatura las cuales se hacen relevantes cuando las estructuras tiene restricciones a la dilatación propia. Las fuerzas pueden provenir tanto de las variaciones de temperatura ambiente como de la operación de los equipos. Se incluye dentro de estas fuerzas aquella producidas por la expansión o contracción de cañerías, estanques de proceso y estructura. En este proyecto, las condiciones de temperatura ambientales son. • Máxima: 30°C

• Mínima: -15°C

• Diferencial: 20°C Se recomienda usar como máximo las siguientes distancias entre juntas: • Estructura de acero sin equipos con temperatura : 150 m • Estructuras de acero con equipos con temperatura : 120 m • Estructuras de hormigón expuesto al ambiente : 40 m

Para consideraciones de restricción de desplazamientos en apoyos deslizantes, usar los siguientes coeficientes:

Superficie Coeficiente de Fricción Acero - Acero 0.3

Acero - Hormigón 0.5(1) Hormigón - Suelo Tgφ(1)

Acero Inox. - Teflón 0.1 (1) Ver 6.11 por otras consideraciones sísmicas

6.10 Montaje

Son aquellas cargas producidas durante la faena de construcción o montaje. Solo en vigas de edificios con equipos pesados, aplicar una carga de 1000 Kg. En costaneras aplicar una carga concentrada de 100 kg, al centro del tramo.

6.11 Sísmicas

Todas las estructuras se diseñarán para resistir carga sísmica horizontal y/o vertical, de acuerdo a los requerimientos de las normas NCh 433 y NCh 2369. Alternativamente el código UBC podrá ser aplicado, con los debidos resguardos en el uso de los valores obtenidos, respecto a la consistencia de los parámetros empleados. Factores NCh: • Zona sísmica = 3 • A0 = 0.40g



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• Factores de Importancia I: ( Salvo otros requerimientos del Cliente )

Descripción Factor I

Obras y equipos menores o provisionales 0.8 Obras Normales 1.0 Instalaciones esenciales para la operación de la Planta ( Subestación eléctrica, Estanque de agua, etc.) e instalaciones peligrosas.

1.25

Cañerías y equipos con contenido de líquidos peligrosos ( Alta presión, alta temperatura )

1.5

• Tipo de Suelo = Pendiente por Estudio Geotécnico • Factor R = Ver Tabla 5.2 ( NCh 2369 ) • Factor de cercanía al Epicentro = Na = Nv = 1.0

Factores UBC: • Zona sísmica = 4 • Tipo de suelo = Pend. por Inf. Geotécnico

Aquellas estructuras asimilables en cuanto a estructuración y uso a edificios, vale decir, estructura de forma regular con altura de piso no mayor a 4 metros, con diafragma rígido en cada piso y usada para la permanencia de personas y/o almacenamiento de elementos no industriales, se podrán diseñar según la norma chilena NCh 433. Estructuras especiales, torres de destilación, estructuras altas y aquellas que poseen rigidez, peso y geometría irregular deberán ser analizadas usando procedimientos de análisis dinámico.

La deformación horizontal sísmica deberá ser compatible con la deformación admisible de cañerías, ductos, muros, tabiques y juntas de expansión. Especialmente estas consideraciones deberán ser tomadas en cuenta en edificios de proceso y destilación de modo de establecer los límites de desplazamiento adecuados. El anclaje de equipos deberá ser diseñado para una fuerza horizontal Hs= 0.5*I*Wp actuando simultáneamente con una fuerza sísmica vertical neta Vs= 2/3 * Hs. Para equipos que pesan más de 5 toneladas, la fuerza lateral deberá ser tomada placas de corte y la fuerza de levante por los pernos de anclaje. Para equipos que pesen menos de 5 toneladas, los pernos de anclaje deberán tomar ambas, la fuerza horizontal y la fuerza neta vertical.

6.12 Impacto

Las estructuras que soporten cargas vivas las cuales producen impacto, deberán ser diseñadas considerando la carga estática más la carga de impacto. En caso de no conocerse estas cargas de impacto, a partir de la información del proveedor del equipo, se deberá aplicar las recomendaciones del AISE Standard N° 13 siguientes, utilizando



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como mínimo los valores indicados a continuación:

Impacto Descripción Vertical Lateral Longitudinal

% % % Monorrieles 20 20 20 Otras: Maquinaria liviana rotatorias 20 Maquinaria recíproca 50 Ventiladores y Compresores 20 Vehículos rueda neumática 30 Vehículos ruedas sólidas 50 Notas: • El porcentaje de carga vertical se aplica a la Carga Máxima de Rueda ( CMR ).

• El Impacto lateral considera la carga levantada nominal, el peso del gancho, carro y

cabina la que deberá ser aplica a tope de riel, en dirección transversal al riel y se distribuirá entre los apoyos según rigidez, de acuerdo a los siguientes criterios:

a) Sobre la carga levantada y el peso de toda la grúa b) Sobre la carga levantada

• El impacto longitudinal se aplica a la CMR

6.13 Varias

Otras cargas que pueden ser consideradas según el caso son: • Acumulación de Polvo • Cargas de montaje • Hielo en cañerías o cables • Aposamientos • Efecto P-delta • Asentamientos diferenciales • Creep

6.14 Carga de Atoro o Rebose

Son aquellas cargas de sobre-llenado o rebose de equipos o elementos que almacenan o transportan material. ( Se consideran carga eventual )



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7. Criterios de " Combinaciones de carga " general

Las estructuras y sus componentes deberán tener la capacidad necesaria para resistir las combinaciones de carga más desfavorables que sean aplicables a la estructura. Las cargas de viento y sismo no requieren ser aplicadas simultáneamente. Las combinaciones de carga que incluyan la condición sísmica deberá estar de acuerdo a las recomendaciones del código sísmico que se esté aplicando. Esto ya que la carga sísmica puede ser carga de servicio o carga última. Las combinaciones de carga se definirán en cada caso y deberán ser aprobadas por el ingeniero Jefe de la Disciplina. Las combinaciones de carga deberán incluir los coeficientes por aumento de las tensiones admisibles o reducción de cargas mayoradas, según sea el caso, para las condiciones de participación de cargas eventuales, como ser viento, sismo, montaje, pruebas, atoro, etc.

8. Criterios de diseño de hormigón armado

Los diseño de hormigón armado se harán aplicando el ACI 318-99, incluyendo el Capítulo 21 de Disposiciones Especiales para el Diseño Sísmico y se deberá tener en consideración las normas de construcción NCh 170 y ACI 301.

8.1. Calidad del hormigón, insertos y aceros de refuerzo

Los diseños de hormigón armado se harán con los siguientes materiales: • Hormigón estructural: H30 de acuerdo a NCh 170 Of85, Nivel de Confianza (

N.C.) 90%, que corresponde a una resistencia característica fc' = 250 Kg/m2, según ACI.

• Bancos de ductos H20 de acuerdo a NCh 170 Of85, Nivel de Confianza (


• Hormigón pobre y

emplantillados: H5 de acuerdo a NCh 170 Of85 u hormigón de 170 Kg Cem/m3

• Radieres H30 de acuerdo a NCh 170 Of85, Nivel de Confianza (


• Acero de refuerzo: A63-42H según NCh 204 of. 77, de Fy = 4200 Kg/m2, que

corresponde a un acero ASTM A 615, grado 60, U.S. • Mallas soldadas: Según NCh 218 ( ASTM A 185 como alternativa )



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8.2. Pernos de anclaje

Los pernos de anclaje, tuercas y golillas serán de acero inoxidables AISI 316 salvo indicación contraria. Los pernos de anclaje se diseñarán de preferencia en los siguientes diámetros: 3/4", 7/8", 1", 1-1/4", 1-1/2", 2", 2-1/2", 3". Diámetros más grandes podrán ser usados en estructuras y equipos mayores según se requiera. La longitud de anclaje de los pernos siempre será determinada por el ingeniero calculista. Para anclaje de bombas y equipos menores se podrá usar pernos de acero inoxidable tipo HILTI.

8.3. Fundaciones

El diseño de fundaciones deberá tener en consideración las recomendaciones del Ingeniero Geotécnico. Principalmente las siguientes: • Tipos de fundaciones y profundidad mínima por congelamiento • Tensión admisible estática y sísmica, • Coeficientes de empujes de suelo, estático y sísmico • Propiedades elásticas, estáticas y dinámicas del suelo de fundación • Asentamientos

Factores de seguridad mínimos:

Volcamiento 1.5 Deslizamiento 1.5 Para carga sísmica, el área mínima de contacto entre fundación y suelo será de 80%.

8.4. Distancia entre juntas de expansión

En estructuras de hormigón, es recomendable dejar juntas de expansión cada cierta distancia. Ver 6.9.

9. Criterios de diseño de acero estructural

Los diseños de acero estructural se harán aplicando las especificaciones de diseño: • AISC (American Institute of Steel Construction) , Specifications for Structural Steel

Buildings, 1989 Edition, correspondientes al método de tensiones admisibles (ASD) o método de factores de carga.

• Code of Standard Practice, for steel buildings and bridges.



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• Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts (método ASD)

9.1. Materiales de acero estructural, Barandas, Parrillas y planchas de piso

Los materiales a utilizar serán los siguientes: • Acero estructural: ASTM A36 o NCh A42-27ES • Parrillas de piso A37-24ES (Nch 203 ) mínimo • Planchas diamantadas A37-24ES (Nch 203 ) mínimo • Pernos de alta resistencia: ASTM A325 Tipo 1 • Pernos corrientes ASTM A307 • Tuercas de alta resistencia ASTM A536, Grado DH • Cañería uso estructural ASTM A53, Tipo E o S, Grado B • Tubería estructural ASTM A500, Grado B • Soldadura Electrodo E70XX según AWS D1.1

9.2. Criterio conexiones de estructura

En general las conexiones de terreno serán apernadas y las conexiones de taller serán soldadas. Los elementos principales de estructuras se conectarán con pernos de alta resistencia de diámetro 3/4" salvo indicación contraria. Los elementos secundarios como ser costaneras, escalas, barandas, etc., se conectarán con pernos corrientes de diámetro 5/8", salvo indicación contraria. Salvo donde se indique conexión tipo "Slip Critical", las conexiones apernadas serán tipo aplastamiento con hilo incluido en el plano de corte. Las conexiones "Slip Critical" se especificarán en los planos de diseño y serán aplicadas al menos para aquellas conexiones que estarán expuestas a vibraciones, fatiga, apoyo de vigas porta grúa, conexiones con agujeros de sobre-tamaño y conexiones de momento apernadas. Todas las conexiones deberán ser diseñadas de acuerdo al AISC. El diseño, incluido el cálculo, de las conexiones será realizado por el fabricante de las estructuras, a excepción de aquellas explícitamente detalladas en los planos de diseño. Estas conexiones especificadas en el plano de diseño incluirán la cantidad de pernos, su separación y los espesores de plancha de conexión para el caso conexión apernada y el espesor, tipo y largo de soldadura para conexión soldada. Las cargas por conexión y/o criterios de diseño serán entregadas al fabricante. Las planchas de conexión mínimas serán de 5 mm de espesor. En áreas corrosivas el mínimo será de 6 mm de espesor. Los clip (perfiles ángulos) mínimos de conexión de vigas serán de 6 mm de espesor. El filete de soldadura mínimo a usar será de 5 mm.



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9.3. Parrillas de Piso

Las parrillas de piso de plataformas y pasillos serán de barras de 32x5 mm espaciadas a 30 mm entre centros. Los espaciadores transversales estarán espaciados a 100 mm. Las parrillas de piso removible serán de no más de 75 Kg de peso, por módulo. Las parrillas se fijarán al piso con grampas tipo Hilti X-FCM o equivalente.

9.4. Planchas de piso ( Si fuera requerido )

Las planchas de piso serán del tipo diamantada de 5 mm de espesor salvo indicación contraria en planos de diseño. Las planchas de piso se fijarán a la plataforma con soldadura.

9.5. Barandas

Las barandas, en cuanto a su geometría y mínimas secciones estarán de acuerdo los requerimientos de OSHA y SernaGeomin. La capacidad resistente de la baranda deberá cumplir con los requerimientos del OSHA. La condición de diseño para carga lateral se considerará eventual.

9.6. Arriostramientos

Los arriostramientos sísmicos serán de preferencia tipo L, T o XL. Se evitará el uso de perfiles espalda-espalda por dificultad de aplicación de pintura. Los arriostramientos horizontales de preferencia serán tipo L o T de modo que el alma siempre quede hacia abajo. Los arriostramientos de estructuras con vibración, de preferencia serán del tipo T o Doble T. Se podrá usar perfiles L o XL previo chequeo a vibración del sistema de diagonales.

9.7. Conexiones Las conexiones de arriostramientos, diagonales y montantes se diseñarán para el mayor valor entre el 50% de la capacidad de tracción del perfil y el 100% de su capacidad en compresión, como mínimo. Las conexiones de vigas se diseñarán para un mínimo del 50% de la capacidad de corte del perfil. El Ingeniero deberá indicar al proyectista cuando el esfuerzo en el elemento sea mayor que el mínimo establecido y de esta manera la carga de diseño sea anotada en el plano de diseño. Alternativamente un listado con los esfuerzos de trabajo en cada miembro de la estructura puede ser entregado al detallador. Las conexiones de miembros sometidos a tracción permanente y las conexiones de empalmes se diseñarán al 100% de la capacidad del perfil.

9.8. Límites de transporte



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Los límites de trasporte en camión serán los siguientes: Ancho máximo : 3.5 m Largo máximo : 12 m Alto máximo : 3 m Peso máximo : 35 TM Si por razones de diseño es necesario exceder los valores anteriores, se deberá considerar las restricciones establecidas por la dirección de vialidad del Ministerio de obras Públicas.

9.9. Espesores mínimos en perfiles de estructuras

En la selección de perfiles se deberá tener en cuanta los siguientes espesores mínimos: Ala de perfiles soldados : 5 mm Alma de perfiles soldados : 5 mm, en área corrosivas: 6 mm Costaneras : 3 mm, en área corrosivas: 5 mm Tubos : 3 mm Alma de perfiles laminados : 5 mm Edificios auxiliares : 3 mm

9.10. Criterios de combinaciones de carga Para Método de Tensiones Admisibles, considerar como mínimo las siguientes combinaciones de carga: Dado: D = Peso propio L = Sobre Carga Lr = Sobre Carga de Techo Lred = Sobre Carga reducida sísmica T = Temperatura I = Impacto W = Viento E = Sismo ( Verificar que no hay factores correctivos en el código sísmico

aplicado en el proyecto ) C = Grúa o equipos B = Tensión de correa transportadora J = Partida de correa transportadora Combinación de Carga Incremento de tensiones admisibles

D 0% D + L + Lr + T 0% D + L + C + I + B + T 0% 0.9D + C + I 0%



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D + L + W 33% D + L +C + J 33% D + Lred + C + B + E 33% D + Lred + Lr + C + B + W 33% D +L +Lr + (W or E) 33% 0.9D + W 33% 0.9 D ± E 33% 0.9D + J 33% D + Montaje 50% Verificar que las combinaciones de carga sísmicas están de acuerdo al código sísmico aplicado en el proyecto. Para método de factores de carga, las combinaciones de carga estarán de acuerdo al código sísmico aplicado en el proyecto.

9.11. Distancia máxima entre juntas de dilatación En estructuras de acero, es recomendable dejar juntas de expansión cada cierta

distancia. Ver 6.9. 10. Límites de deformación y desplazamientos generales

Los siguientes límites de deformación deberán ser considerados en el diseño de estructuras de acero: • Vigas en general 1/300 de la luz • Vigas y costaneras de techo 1/200 de la luz • Vigas de equipos vibratorios 1/800 de la luz ( Efecto sobrecarga ) • Vigas porta Grúa / Monorieles 1/1000 de la luz ( Vertical sin impacto ) • Vigas porta Grúa / Monorieles 1/500 de la luz ( Horizontal ) • Parrillas de piso /plancha de piso 1/200 de la luz o 6 mm • Columnas de viento 1/200 de la luz ( Sin carga de techo ) • Costaneras de muro 1/120 de la luz • Cubiertas de techo y muro 1/120 de la luz • Enrejados 1/700 de la luz

Los siguientes límites de desplazamiento deberán ser considerados en el diseño: • Desplazamiento horizontal edificio, por carga lateral de grúa con cabina: 1/250 de la altura,

máximo 5 cm.

• Desplazamiento horizontal edificio, por carga lateral de grúa con botonera: 1/150 de la altura.

• Movimiento relativo interior de reducción : máximo 1.2 cm distancia Riel-Riel



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• Movimiento relativo Exterior de incremento : máximo 2.5 cm distancia Riel-Riel

• Desplazamiento horizontal edificio sin grúa, marco de momento resistente : 1/150 de la altura.

• Desplazamiento horizontal edificio sin grúa, marco arriostrado : 1/500 de la altura

Para estructuras de hormigón aplicar las recomendaciones del código ACI 318.

Los desplazamientos de estructuras y edificios producto de carga sísmica deberán determinarse de acuerdo al código sísmico aplicado. La separación entre estructuras contiguas deberá satisfacer los mínimos requeridos por el código utilizado.

11. Criterios de diseño de Albañilería

Para diseño y cálculo de albañilería armada usar la norma chilena NCh 1928. Of93 Para diseño y cálculo de albañilería confinada usar la norma chilena NCh 2123. Of97 Los bloques de cemento para uso en albañilerías deberán estar de acuerdo con la norma NCh 181 .Of65.

12. Criterios de diseño de Madera estructural

Para diseño y cálculo de estructuras de madera usar la normas chilenas NCh 1198.Of91 y NCh 1990.Of86 de Tensiones admisibles. Para madera laminada aplicar la norma chilena NCh 2165.Of91 de Tensiones Admisibles para Pino radiata.

13. Diseños especiales

13.1. Apoyos especiales

Columnas, vigas, equipos y cañerías de gran tamaño, estanques altos, chimeneas, etc. podrán estar soportados sobre planchas premoldeadas elastoméricas o de PTFE ( Politetrafluoretileno), según diseño o solicitud del fabricante. Apoyos, fijos o deslizantes, cumplirán los requerimientos de la especificación AASHTO 86 o última versión.. Planchas de PTFE : Material, Div. II, Secc. 27 Diseño, Div. I, Secc 15 Planchas elástoméricas: Material, Div. II, Secc. 25 Diseño, Div. I, Secc. 14 Además y según el diseño lo determine, para el caso de apoyos deslizantes se podrá utilizar planchas de acero inoxidable según AISI 316L.



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13.2. Vibraciones

Son aquellas vibraciones producidas por equipos vibratorios y vibraciones indeseadas que siempre están presentes, como ser en correas transportadoras, poleas, agitadores, estanques reactores, molinos, chancadores de cono, chancadores de mandíbula, harneros, secadores, ventiladores, bombas, motores, reductores, compresores, secadores rotatorios, etc..

Estas vibraciones pueden afectar tanto a la estructura como a las fundaciones, por lo

tanto ambas estructuras se deben diseñar de tal manera que el valor de la frecuencia natural (fn) de la estructura o fundación se aleje lo suficiente del valor de la frecuencia perturbadora (fp) de tal modo de obtener un valor bajo de Factor de Magnificación o Coeficiente Dinámico y de esta forma obtener amplitudes de vibración factorizados que queden en los rangos aceptables tanto para el equipo como para las personas. En Anexo 1 se incluye un ábaco típico para verificación de los puntos Amplitud v/s Frecuencia.

Las razones fp/fn , correspondientes a todas las frecuencias perturbadoras existentes,

deberán ser menor o igual a 0.7. Si esto no se cumple, el diseño será solo aceptable si se satisface que fp/ fn es mayor o igual a 1.4 y se realiza un a verificación detallada de la amplitud de la vibración en el instante que la frecuencia perturbadora (fp) es igual a la frecuencia natural (fn) durante la partida o detención del equipo.

Sin perjuicio de lo anterior y a falta de requerimientos especiales del proveedor del

equipo, las fundaciones de equipos vibratorios tendrán una relación peso de fundación a peso de equipo, que no será menor que los valores siguientes:

Maquinaria centrífuga:

• Operación a menos de 2 RPM 1 a 1 • Operación a menos de 20 RPM 2 a 1 • Operación a más de 20 RPM 3 a 1

Maquinaria de movimiento recíproco de todo tipo: 4 a 1

En general y especialmente en estructuras irregulares o cuando se conoce más de

una frecuencia perturbadora del sistema, se deberán determinar las frecuencias naturales usando Modos de Vibración en la cantidad necesaria.

13.3. Fatigamiento

Las estructuras sujetas a ciclos de carga deberán ser diseñadas considerando la debida reducción de las tensiones admisibles en relación con el número de ciclos y nivel de tensiones de trabajo. Los soportes y fundaciones de equipos vibratorios deberán diseñarse para infinitos ciclos de carga. En estructuras, el Apéndice K, del código AISC deberá ser aplicado.

13.4. Corrosión

Consideraciones especiales por corrosión se deberán tener en cuenta en el diseño cuando las estructura de acero y/o hormigón se encuentren expuestas a minerales, ácidos, reactivos, humedad ambiente y cualquier ambiente agresivo. La protección antiácida de estructura se definirá en la especificación técnica N° Q1027-99000-S-SP-002 de Revestimientos Protectores y Pintura y la protección antiácida de



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hormigones se definirá en la especificación técnica N° Q1027-99000-C2-SP-002 de Protección de Hormigones. Para la protección antiácida de hormigones de las salas de bombas se tiene contemplado la instalación de Hormigón de Azufre, en los espesores que recomiende el fabricante. Para las fundaciones de estanques, la protección se hará con laminas de HDPE, dejando previamente instalados los anclajes del mismo material para, de esta forma, producir el sello.

14.0 Criterio de Diseño Civil

14.1 SISTEMA DE COORDENADAS DE L PROYECTO

Todas las coordenadas deberán estar en metros y apoyadas en el sistema plano Local cuyos puntos de referencia en coordenadas Locales y UTM(WGS84) son PR COORD. UTM COORD LOCALES PIQUE NORTE N=7542854.022 N=11937.559 E=513820.425 E=5583.035 R 613 N=7541212.339 N=10953.378 E=517579.393 E= 9568.691 Todas las elevaciones deben ser indicadas referidas al nivel medio del mar.

14.2 Movimientos de Tierra

Los trabajos de movimiento de tierra se realizarán de acuerdo a las recomendaciones de Informe Geotécnico del proyecto.

Los taludes de excavación y relleno serán los siguientes: Pendiente por Estudio

Geotécnico Para la plataforma de la cañería de ácido, en general, no se realizará movimiento de

tierra, ya que la cañería se dispondrá directamente sobre el terreno con recubrimiento de tierra y sobre pilares de acero en zonas con irregularidades o cuando se deba evitar un puntos bajos locales.

Opcionalmente se podrá reemplazar el apoyo sobre pilares con pretiles de altura

máxima 1.0 m materializados con suelos adyacentes.

14.3 Terminaciones de Plataformas

Los niveles de plataformas terminadas deberán estar un mínimo de 0.3 m bajo los niveles de radieres adyacentes.



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Para los drenajes de aguas lluvia de las plataformas la terminación final deberá tener un mínimo de 1 % de pendiente.

14.4 Caminos

En el primer sector del trazado, en aproximadamente 11 Km, la cañería será inspeccionada a partir del camino existente en el sector. En el resto del trazado, se construirá un camino de operación para circulación, dos veces al día, de una camioneta doble tracción y el tráfico eventual de un camión tanque cargado, proveniente de las estaciones de drenaje o bombeo. Este camino considera un escarpe y compactación en los sectores planos. En sectores más sinuosos el camino se materializará compensado cortes y rellenos y minimizando el movimiento de tierra. Para el acceso de camiones tanque a las estaciones de drenaje y bombeo, se considera la construcción de caminos auxiliares desde el camino pavimentado Calama-Radomiro Tomic. Los caminos de operación tendrán las siguientes condiciones de diseño Ancho Plataforma 3.5 m Ancho Carpeta de rodado sin carpeta Ancho bermas sin bermas Espesor Carpeta de rodado N/A Pendiente Máxima 15 % Radio de Curvatura Mínimo 15 m Bombeo 2% En caso de camino con maniobra marcha atrás el ancho del camino será de 5 m de ancho, el radio de curvatura mínimo será de 20 m y la pendiente máxima 10%. La carga mínima sobre alcantarillas y tuberías deberá estar de acuerdo al HS20-44 del AASHTO. El gálibo mínimo bajo pasos u obstrucciones será de 5 m Las señalizaciones, defensas y protecciones deberán estar de acuerdo a los estándares de la Dirección de Vialidad.

14.5 Drenajes de Agua Lluvia

Los drenajes de aguas lluvia estarán de acuerdo a Intensidad indicada en el documento Site Conditions del proyecto.

Las zonas de quebradas menores, la cañería cruzará mediante apoyo sobre pilares de acero o en forma atirantada.

Para el cruce de quebradas del camino de operación se utilizará terraplenes con tubos de acero corrugado.



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El cálculo de los flujos será determinado por el Método Racional para todas las áreas menores a 1000 há. Los flujos desde áreas que excedan las 1000 há, estarán de acuerdo al método recomendado por el Manual de Carreteras del MOP.

Los períodos de retorno a utilizar serán los siguientes: Alcantarillas 25 años

14.6 Pretiles de Contención de Derrames

En las estaciones de bombeo, estaciones de drenaje y estación de transferencia, se construirán pretiles de contención revestidos con láminas de HDPE. Los pretiles de contención de los estanques estarán diseñados de manera tal que el volúmenes tenga la capacidad de contención definida para de los estanques. • Elementos de los pretiles

Taludes interiores. 2 (H) : 1 (V) Taludes exteriores Max Normal 2 (H) : 1 (V) Max Absoluto 1.5 (H) : 1 (V) Ancho de bermas superiores 1 m Mínimo Pendiente de fondo 1% Mínimo El sistema de vaciado de los pretiles de contención será gravitacional mediante un sumidero y cañería de descarga hacia camiones tanque o bombeado. Los elementos que no puedan ser bombeados se extraerán manualmente o con maquinaria menor. El piso del sector de carguío de camiones deberá estar protegido para evitar infiltración de derrames El sumidero de las piscinas deberá estar revestido en HDPE y la cañería sellada a este revestimiento mediante una camisa de HDPE.

• Revestimiento Pretiles

Tanto el fondo como los taludes interiores se revestirán con geomembrana de HDPE de espesor 180 mills (3.0 mm) . Se evaluará en cada caso la utilización de un geotextil bajo la geomembrana para evitar el punzonamiento de esta una vez preparado el terreno. Bajo los hormigónes de la fundación de estanques se ubicará una geomembrana de HDPE de 30 mills (0.5 mm) como protección del terreno ante eventuales infiltraciones de ácido.

criterio de diseño civil estructural

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