l–stc–003 fundaciones de compresores reciprocantes

15

Click here to load reader

Upload: lisbeth-fernandez

Post on 27-Oct-2015

84 views

Category:

Documents


16 download

TRANSCRIPT

Page 1: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 18–I

�1994

L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

APROBADA

José Gilarranz Eduardo SantamaríaABR.91 ABR.91

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

ABR.911 14 J.S.

MANUAL DE INGENIERIA DE DISEÑO

ESPECIALISTAS

�����

Page 2: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 1

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Guías de Ingeniería PDVSA 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Especificaciones de Ingeniería PDVSA 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Referencias Industriales 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 TEORIA 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICION DE PARAMETROS GLOBALES 3. . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Masa 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Constante de Resorte 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Amortiguamiento 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 INFORMACION REQUERIDA PARA DISEÑO 7. . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Propiedades del Suelo 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 CRITERIOS DE DISEÑO 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Dimensionamiento de la Fundación 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Presión sobre el Suelo 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Procedimiento para el Análisis Dinámico 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Frecuencia Natural 10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Amplitudes Máximas 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 SIMBOLOS Y NOTACIONES 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Page 3: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 2

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

1 ALCANCEEsta especificación describe los procedimientos de ingeniería usados en eldiseño de fundaciones superficiales y apoyadas directamente sobre el terreno,para compresores reciprocantes grandes y otros equipos vibratorios similares.

2 REFERENCIAS

2.1 Guías de Ingeniería PDVSA90615.1.002 Fundaciones para Compresores Reciprocantes90615.1.003 Diseño de Concreto90615.1.011 Estudios de Suelos en Tierra Firme

2.2 Especificaciones de Ingeniería PDVSAA–211 Concreto – Materiales y ConstrucciónA–251 Concreto en Fundaciones y Concreto Pobre – DiseñoAI–211 Limpieza del Sitio y Movimiento General de TierraAK–211 Movimiento de Tierra – Excavación y RellenoSD–253–POT Datos de Levantamientos Topográficos

2.3 Referencias IndustrialesCOVENIN – 1618 Estructuras de Acero para Edificaciones.COVENIN – 1753 Estructuras de Concreto Armado para Edificios.ACI – American Concrete Institute.

3 TEORIACon objeto de analizar una fundación sometida a vibraciones, se puedeestablecer la analogía más simple representada por un sistema de un grado delibertad que consta de un elemento de masa, un resorte y un amortiguador.Conociendo la masa, la constante de resorte y la relación de amortiguamiento,la respuesta del sistema puede determinarse para cualquier tipo de solicitacióndinámica. Aunque este es un sistema relativamente simple de analizar, elproblema principal radica en la determinación de valores confiables para estosparámetros: masa, constante de resorte y relación de amortiguamiento. Comoconsecuencia del trabajo de un investigador alemán de nombre Reisnner y otrosinvestigadores, la evaluación de estos parámetros se ha hecho más confiabledebido al uso de la “Teoría del Semi–espacio Elástico”. Esta teoría, desarrolladapor Reisnner, considera al sistema como un oscilador de disco rígido soportadopor un cuerpo elástico, isotrópico, homogéneo y semi–infinito.

A partir del trabajo de Reisnner, otros investigadores demostraron que esa teoríaconducía a soluciones que permitían representar el sistema dinámico como un

Page 4: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 3

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

sistema masa–resorte–amortiguador de un solo grado de libertad. Los resultadosde programas extensivos de ensayos de campo realizados en modelos defundaciones, han demostrado que existe bastante concordancia entre losresultados experimentales y teóricos de respuesta a vibraciones.

4 DEFINICION DE PARAMETROS GLOBALES

4.1 MasaObviamente, la masa del sistema paramétrico global equivalente deberá incluir,como mínimo, la masa de la fundación más la masa de la maquinaria soportadapor la fundación. Adicionalmente, siempre se ha considerado que una cierta masadel suelo vibrando “en fase” con la fundación debería ser incluida en la masaglobal total del sistema. Aunque en algunos casos sea necesaria una masa mayorque la correspondiente a la fundación más la maquinaria, para hacer que la masaglobal coincida con la curva de respuesta del sistema real, se ha establecidoclaramente que esta masa diferencial es relativamente pequeña, excepto para lossistemas sin picos agudos de resonancia.

Considerando que una de las razones principales para seleccionar la masa delsistema dinámico, es dar un estimado en el valor de la frecuencia de resonancia,y que la resonancia es de poca importancia en casos donde no hay picos agudosresonantes; la masa del suelo vibrando “en fase” con la fundación será demagnitud considerable solamente cuando el efecto de esta masa sea de pocaimportancia práctica. Por esta razón, la masa global del sistema se representasolamente por la suma de las masas de la fundación y de la maquinariasoportada.

4.2 Constante de ResorteLa constante de resorte es el parámetro más importante entre los utilizados enun sistema de un grado de libertad. La Tabla 4.1 presenta las fórmulas para elcálculo de la constante de resorte obtenidas mediante la teoría de elasticidad parafundaciones circulares y rectangulares apoyadas en la superficie de unsemi–espacio elástico.

Estas fórmulas son aplicables en fundaciones colocadas a poca profundidad. Laprofundidad de embutimiento de la fundación incrementa la frecuencia natural,pero este cambio no es significativo hasta que la profundidad es similar al anchode la base.

Page 5: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 4

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

TABLA 4.1

CONSTANTES DE RESORTE PARA FUNDACIONES RIGIDAS APOYADAS EN ELSEMI–ESPACIO

TIPO DE MOVIMIENTO CONSTANTE DE RESORTE

(a) BASE CIRCULAR

VERTICAL Kz �4Gro

1–v

HORIZONTAL Kx �32(1–v)Gro

7–8 v

BALANCEO K� �8 Gro

3

3 (1–v)

TORSIONAL K� �16 Gro

3

3

(b) BASE RECTANGULAR

VERTICAL Kz � G1–v

�z(BL)1�2

HORIZONTAL Kx � 2 (1 � v)G�x (BL)1�2

BALANCEO Y CABACEO K�,� � G1–v

��,� BL2

NOTAS:

La dimensión “L” es siempre perpendicular al eje de rotación para las fórmulas de las Tablas 4.1y 4.2 y para el uso de la Figura 4.1.Los valores de “�” están dados en la Figura 4.1. Ver la sección 7 para la definición de los términosusados.La gran mayoría de las ecuaciones y relaciones de vibración están evaluadas considerando unafundación circular sobre un semi–espacio elástico.

La tabla 4.2 presenta las ecuaciones que relacionan una fundación equivalentede base circular de radio ro, con una rectangular de dimensiones “B” por “L”.

TABLA 4.2

TIPO DE MOVIMIENTO RADIO EQUIVALENTE (ro)

TRASLACION ro � �BL��1�2

BALANCEO ro � �BL3

3��1�4

TORSIONAL ro � �BL(B2 � L2)

6��1�4

Page 6: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 5

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Richart, Página 347

Si los valores de “ro” obtenidos de la Tabla 4.2 son sustituidos en las ecuacionesde la constante de resorte de la Tabla 4.1 (a) para una fundación circular y luegose comparan las ecuaciones resultantes con las correspondientes de la Tabla 4.1(b) para una fundación de base rectangular, se puede concluir lo siguiente:

a. Para vibración vertical, los valores de la constante de resorte soncomparables para fundaciones cuya relación largo/ancho es igual o menorque 3.

b. Para vibración horizontal, los valores de la constante de resorte soncomparables para fundaciones cuya relación largo/ancho es igual o menorque 6.

c. Para vibración de balanceo oscilante, los valores de la constante de resorteson comparables para relaciones largo/ancho entre 0,5 y 2 (0,5<L/B<2).

d. En conclusión, dado que en la mayoría de los cálculos se utiliza “ro”, esteparámetro puede utilizarse también para obtener los valores de la constantede resorte, siempre que la forma de la fundación satisfaga los requisitosantes indicados.

4.3 AmortiguamientoEl amortiguador de un sistema de un grado de libertad representa la capacidadde amortiguamiento del suelo en el sistema suelo–fundación. Existen dos tiposde amortiguamiento en el sistema real; el primero y más importante se denomina“amortiguamiento geométrico” y se conoce ocasionalmente como“amortiguamiento por radiación”, y el segundo considerado de menor importanciaen la mayoría de los casos, es el “amortiguamiento interno”.

El amortiguamiento geométrico representa la pérdida de energía mediantepropagación de las ondas elásticas desde el área circundante a la fundaciónhacia afuera. Para fundaciones rígidas circulares apoyadas en un semi–espacioelástico se han obtenido ecuaciones para el cálculo de la relación deamortiguamiento “D”. Utilizando las ecuaciones presentadas en la Tabla 4.2, sepuede convertir una base rectangular de dimensiones B x L, en una base circularequivalente de radio “ro”; y utilizar las ecuaciones de la Tabla 4.3 para determinarlos valores de la relación de amortiguamiento “D”.

Page 7: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 6

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

TABLA 4.3

TIPO DE MOVIMIENTO RELACION DE MASA RELACION DE AMORTIGUAMIENTOGEOMETRICO

VERTICAL Bz �(1–v)

4Wt

�r3o

Dz �0, 425(Bz) 1�2

�z

HORIZONTAL B� �(7–8v)

32 (1–v)Wt

�ro3 D� �

0, 288(B�) 1�2

��

BALANCEO B�,�, �3 (1–v)

8I�,�g�ro

5 D�, � �0, 15 ��,�

(1 � N�, �) (N�, �.B�, �)1�2

TORCIONAL B� �I� g� r5

oD� �

0, 501 � 2B�

Richart, Páginas 204, 214, 216, 221 y 225

El amortiguamiento interno representa las pérdidas de energía durante lainversión de esfuerzos. Para el caso de suelos no cohesivos secos orelativamente secos, la pérdida de energía es debida a la fricción entre laspartículas minerales del suelo. En caso de suelos saturados o húmedos, lapérdida de energía es causada por el movimiento relativo entre la matriz del sueloy el fluido intersticial.

En base a la información disponible se puede asumir un valor de 0,05 para larelación de amortiguamiento interno, el cual se sumará al valor deamortiguamiento geométrico.

Símbolos

z = Vertical

� = Horizontal

θ = Torsión

Bz, Bx, B�, B�, B� = Relación de Masa

D = Relación de Amortiguamiento

Una comparación entre los valores de amortiguamiento geométrico e interno,indica que el primero es mucho mayor que el segundo, para vibracioneshorizontales y verticales. Por lo tanto, para estos tipos de vibración podría noconsiderarse el amortiguamiento interno.

Para vibraciones torsionales y de balanceo, los valores de amortiguamientogeométrico son usualmente bajos, y similares a los de amortiguamiento interno.En estos casos, se sumará un valor de amortiguamiento interno de 0,05 (D=0,05)al de amortiguamiento geométrico.

Page 8: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 7

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

5 INFORMACION REQUERIDA PARA DISEÑO

5.1 Propiedades del SueloDe la revisión de las ecuaciones para la constante de resorte y relación deamortiguamiento, para cualquier modo particular de vibración, se observa que serequiere determinar dos propiedades del suelo, como son: Relación de Poisson(�) y módulo de corte (G). Estas propiedades deberán ser determinadas por elingeniero geotécnico durante el estudio de suelos del sitio del proyecto.

Cuando no se disponga de un informe geotécnico completo del sitio consideradoy para efectos del diseño preliminar, “�” y “G” pueden ser estimados con ciertaprecisión. Generalmente, se ha determinado que la relación de Poisson varíaentre 0,25 a 0,35 para suelos no cohesivos y entre 0,35 a 0,45 para sueloscohesivos. Por lo tanto y para efectos de diseño, pueden asumirse sin muchoerror, valores de 0,30 y 0,40 de la relación de Poisson para suelos no cohesivosy cohesivos, respectivamente.

Los valores de “G” pueden obtenerse a partir de ensayos de laboratorio,considerando que este parámetro varía con la presión de confinamiento.Finalmente, debe considerarse que debido a la estratificación del subsuelo, seránecesario promediar los valores individuales de dichos parámetros para cadaestrato de suelo, a fin de obtener un solo valor del módulo de corte y otro de larelación de Poisson, que se utilizarán para la teoría del semi–espacio elástico.(medio elástico, homogéneo e isotrópico). Este promedio puede obtenerse comouna variación lineal del módulo desde un máximo debajo de la fundación, hastacero a una profundidad de ro/2.

Antes de iniciar el diseño de la fundación, se requiere la siguiente informaciónmínima y complementaria de la maquinaria a ser soportada:

a. Dimensiones de la base de la maquinaria.

b. Ubicación y tamaño de los pernos de anclaje.

c. Peso y ubicación del centro de gravedad de la maquinaria o del equipoensamblado; y en caso necesario, de cada uno de sus componentes.

d. Momento inercial de la masa de la maquinaria o del equipo ensamblado; yen caso necesario, de cada uno de sus componentes.

e. Solicitaciones desbalanceadas primarias y secundarias.

1. Vertical

2. Horizontal

3. Momento Vertical

4. Momento Horizontal

Page 9: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 8

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

f. Velocidad de operación de la máquina.

g. Servicios y funciones de operación del equipo.

6 CRITERIOS DE DISEÑO

6.1 Dimensionamiento de la FundaciónLa fundación de un compresor consiste de un pedestal de concreto y una zapata.Las dimensiones mínimas del pedestal son dadas usualmente por el fabricantedel compresor; sin embargo, en caso de que esta información no esté disponible,el pedestal deberá sobresalir un mínimo de 38 mm (1–1/2”) con respecto a la basedel compresor y deberá cumplir con la distancia requerida entre los pernos deanclaje y el borde del pedestal.

El ancho de la zapata o la dimensión perpendicular al eje del compresor, serácomo mínimo 1–1/2 veces la distancia medida desde el eje del compresor al fondode la fundación. La longitud de la zapata o dimensión paralela al eje, seráaproximadamente de 610 mm (2’) mayor que la longitud del pedestal.

El espesor de la zapata será el adecuado para garantizar una fundación rígida.Para cumplir con este requisito, el espesor mínimo de la zapata será igual a dostercios de la distancia entre el borde del pedestal y el borde de la zapata y nuncamenor que 457 mm (1’–6”). En la mayoría de los casos, el compresor y el motorse colocan en un pedestal común. En caso de que se usen pedestales separados,puede ser necesario incrementar el espesor de la zapata para asegurar unarigidez adecuada entre ambos pedestales.

Cuando se instalen dos o más maquinarias a poca separación entre ellas, comoen el caso típico de un edificio para compresores, los pedestales de concreto enlos compresores podrán apoyarse en una placa común. En este caso, se asumiráun ancho y largo efectivo de la zapata para cada compresor a fin de determinarel espesor adecuado de la placa de apoyo y así realizar el análisis dinámico.

Usualmente la placa de apoyo de los pedestales de los compresores se extiendehasta los bordes de la edificación, con objeto de apoyar las columnas; sinembargo, la experiencia ha demostrado que la vibración se transmite a lascolumnas de la edificación. En este caso, la placa sirve de apoyo común a lospedestales de los compresores, las columnas de la edificación, las columnascortas interiores de soporte del piso de operación y a numerosos pedestales desoporte de las tuberías de alta presión.

La baja presión transmitida al suelo, resultante del uso de una placa corrida deapoyo, permite disminuir la profundidad de asiento de la misma con relación a lasuperficie del terreno, con la consiguiente disminución en materiales deconstrucción y excavación. La superficie superior de la placa tendrá un nivel de

Page 10: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 9

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

acabado a 152 mm (6”) por encima del punto alto de superficie del terreno o pisoacabado. La superficie debajo de los pedestales se dejará rugosa para obtenerun entrabado entre los agregados, necesario para la resistencia por corte.

Se deberá hacer un análisis para determinar si los equipos y demás instalacionescercanas no son afectadas por las vibraciones. En caso de que sean afectadas,se deberán aislar las fundaciones del compresor.

En todas las caras expuestas de los pedestales del compresor, se colocaráncabillas de refuerzo # 5 a cada 305 mm (12”) tanto vertical como horizontalmente,(ver la Guía de Ingeniería PDVSA–90615.1.002 “Fundaciones para CompresoresReciprocantes”). El refuerzo de la placa se obtendrá mediante cálculo.

6.2 Presión sobre el SueloLas fundaciones de los equipos rotativos son dimensionadas principalmente conel objeto de minimizar las amplitudes de vibración. Considerando que estasfundaciones tienden a tener dimensiones mayores que las requeridas parasoportar los pesos del equipo, las presiones resultantes sobre el suelo sonusualmente bajas; sin embargo, se puede tomar como una regla práctica dediseño que la presión del subsuelo no exceda del 50 por ciento de la presiónestática permisible, de manera de obtener una zapata que satisfagaeconómicamente, el análisis dinámico.

La excentricidad entre el centroide de masas del equipo y el de la fundación nodeberá ser mayor que el 5% de las dimensiones de la fundación.

6.3 Procedimiento para el Análisis Dinámico

a. Luego de obtener un dimensionamiento preliminar de la fundación, elsegundo paso del diseño será el cálculo de la constante dinámica o deresorte (K), usando las ecuaciones antes indicadas.

Nota: Para los modos de vibración torsional y de balanceo, se substituirá lamasa del equipo por el momento de inercia de la masa (I) de la maquinariay de la fundación, alrededor del eje de rotación. Para la vibración debalanceo el eje de rotación será una línea horizontal en la base de lafundación que pasa a través del punto de proyección del C.G. de lafundación. Para la vibración torsional, el eje de rotación es una línea verticalque pasa por el C.G. de la fundación.

b. Calcular la frecuencia natural no amortiguada (fn) del sistema.

�� � ���

����

������������� �

�� � ���

� ����

����������� �����������

Page 11: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 10

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

c. Calcular el factor de magnificación dinámica (M).

� ������

���� ������� �� ����

���������

���

d. Calcular la deflexión estática (Z) o la rotación (�) debida a las fuerzasdesbalanceadas (Qo) o momentos desbalanceados (Mo).

� ���

������������������������������������������������ �

�� � �������

����

�������������������������������������� �

NOTA: (d) es la distancia perpendicular desde (Qo) al eje de rotación.

e. Calcular la máxima amplitud de vibración. (A).

A = ZM Para Translación

� � ���� � ��������������������������������� �

NOTA: (d’) es la distancia desde el eje de rotación a cualquier punto dondese desee calcular la deflexión. Ejemplo: el borde superior de la fundación,la línea central del eje motor del compresor, el punto más alto del compresor,etc.

6.4 Frecuencia NaturalPara un sistema no amortiguado, si la frecuencia natural coincide con lafrecuencia de operación, la amplitud teórica es infinita. Cuando existeamortiguamiento, la amplitud de vibración es finita, pero puede ser excesiva y portanto inaceptable. De manera de evitar esta zona de altas amplitudes(resonancia), la relación de frecuencias f/fn (frecuencia de operación contrafrecuencia natural) deberá estar preferiblemente fuera del rango de valores deamortiguamiento entre 0,7 y 1,4, a fin de evitar que esta consideración sea crítica.Los modos traslacionales de vibración usualmente presentan valores altos deamortiguamiento, por lo que en este caso esta consideración no es crítica; sinembargo, para los modos rotacionales de vibración, los cuales se caracterizanpor valores más bajos de amortiguamiento, es muy importante mantener larelación de frecuencias fuera del rango de resonancia.

Page 12: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 11

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Es conveniente recordar que las maquinarias reciprocantes pueden tener fuerzasdesbalanceadas primarias y secundarias y que éstas últimas ocurren al doble dela frecuencia de operación. Por tanto, a menos que la velocidad de la maquinariasea muy baja o que el sistema de fundación tenga una frecuencia natural superiora las frecuencias primarias y secundarias, se hace sumamente difícil y a vecesimposible mantenerse fuera del rango de resonancia. En tales situaciones, laevaluación de valores realistas de constantes de resorte y relaciones deamortiguamiento se hacen más importante a fin de lograr una mejor estimaciónde las amplitudes.

6.5 Amplitudes MáximasEn general, no es posible establecer un máximo absoluto para las amplitudes devibración. En primer lugar, los niveles tolerables de amplitudes disminuyencuando la velocidad de la máquina aumenta; y segundo, las amplitudes tolerablesson mucho más bajas cuando la máquina vibratoria está en una edificación paracompresores o cercano a personas, que cuando la máquina está ubicada en unazona aislada. La Fig. 6.1 muestra los niveles de tolerancia humana y de lamaquinaria, los cuales ayudan a determinar la amplitud permisible para variosmodos de vibración.

Es muy importante indicar, que todas las ecuaciones presentadas anteriormente,para el cálculo de las amplitudes de vibración resultan en valores sencillos deamplitudes. Sin embargo, la mayoría de los instrumentos de medición de camposon usados para medir valores reales de amplitudes, dobles o “pico a pico”. Poresta razón, la Fig. 6.1 da valores de amplitudes “pico a pico”; en consecuenciaantes de usar dicho gráfico, se deberá duplicar el valor calculado de la amplitud.

7 SIMBOLOS Y NOTACIONESA: Máxima amplitud de vibración.

Bz,Bx,B�,Bθ,Bφ: Relación de masa de la fundación.

B : Dimensión de la fundación paralela al eje de rotación.

d : Distancia perpendicular desde Qo al eje de rotación.

D : Relación entre la capacidad de amortiguamiento real y crítica.

E : Módulo de elasticidad del suelo.

f : Frecuencia de operación del equipo.

fn: Frecuencia natural no amortiguada del sistema de fundación.

g : Aceleración de gravedad.

G : Módulo de corte del suelo.

I�,Iθ,Iφ : Momento de inercia de la masa de la fundación y el equipoalrededor del eje de rotación.

Page 13: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 12

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Kz,Kx,K�,Kθ,Kφ : Constante de resorte.

L : Dimensión de la fundación perpendicular al eje de rotación.

m : Masa de la fundación y el equipo.

M : Factor de magnificación dinámica.

Mo: Momento desbalanceado causado por el equipo vibratorio.

Qo: Fuerza desbalanceada causada por el equipo vibratorio.

ro: Radio de la fundación circular equivalente.

� : Relación de Poisson.

Wt: Peso de la fundación y el equipo.

z : Deflexión estática.

� : Peso unitario específico del suelo.

� : Rotación estática.

Bz,Bx,B�,Bφ : Coeficiente de la fundación rectangular para obtener “K”.

Page 14: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 13

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

FIG. 4.1. COEFICIENTES �X, �, Y �Z PARA FUNDACIONES RECTANGULARES

Page 15: L–STC–003 FUNDACIONES DE COMPRESORES RECIPROCANTES

REVISION FECHA

PROCEDIMIENTO DE INGENIERIA

FUNDACIONES DE COMPRESORESRECIPROCANTES ABR.911

PDVSA L–STC–003

Página 14

�����

.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

FIG. 6.1.