Criterio Diseño Estructuras

CRITERIO DE DISEÑO

PROYECTO: 227GP0006ADTALLER PARA CARGADORES FRONTALES Y PLATAFORMA

DE FACILIDADES SSEEINGENIERÍA BÁSICA

104-08255-595-CDD-C-01BISA: CD-227GP0006AD-742-00-001

CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL

Aprobado por:

Coordinador de Proyecto : _________________

Gerente de Ingeniería : _________________

Cliente : _________________

APROBACIÓN POR BUENAVENTURA INGENIEROS S.A.

B 12/08/08 Aprobación del Cliente I.I.C. G.G.S. D.L.V.A 16/07/08 Revisión Interna I.I.C. G.G.S. D.L.V.

Rev. Fecha Emitido para Por Revisado Aprobado

Documento elaborado por BISA

TALLER PARA CARGADORES FRONTALES Y PLATAFORMA DE

FACILIDADES SSEE

Larraburre y Unanue 146, Lima 1 – Perú T.(511)6266200 F.(511)4332842Página 1 de 14

INDICE

01. GENERAL ............................................................................………0302. CODIGOS Y NORMAS....................................................................0303. INFORMACION DEL SITIO.............................................................0404. BASES DEL DISEÑO......................................................................0405. DISEÑO DE CIMENTACIONES......................................................1006. MATERIALES..................................................................................11

CRITERIOS DE DISEÑO

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CONTENIDO

1 GENERAL................................................................................................................................31.1 ALCANCES......................................................................................................................31.2 UNIDADES.......................................................................................................................3

2. CÓDIGOS Y NORMAS.........................................................................................................33. INFORMACIÓN DEL SITIO.................................................................................................4

3.1 UBICACIÓN.....................................................................................................................43.2 ZONIFICACIÓN SÍSMICA.............................................................................................43.3 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS.......................................................................4

4. BASES DE DISEÑO.............................................................................................................44.1 GENERALES...................................................................................................................54.2 CARGAS DE DISEÑO....................................................................................................54.2.A CARGA MUERTA (D).................................................................................................54.2.B CARGAS VIVAS (L)...................................................................................................54.2.D CARGAS SÍSMICAS (E)............................................................................................74.2.C CARGAS DE VIENTO (W).........................................................................................74.2E CARGAS MÓVILES DE IZAJE (LG).........................................................................74.3 CARGAS DE DISEÑO....................................................................................................84.4 DEFLEXIONES PERMISIBLES....................................................................................9

5. DISEÑO DE CIMENTACIONES.......................................................................................105.1 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS...............................................................................105.2 ESTABILIDAD...............................................................................................................11

6. MATERIALES.....................................................................................................................116.1 ACERO ESTRUCTURAL.............................................................................................116.2 CONEXIONES EN ACERO ESTRUCTURAL..........................................................116.3 CONCRETO...................................................................................................................126.4 CEMENTO......................................................................................................................126.5 ACERO DE REFUERZO..............................................................................................136.6 COBERTURAS Y CERRAMIENTO...........................................................................13

Documento elaborado por BISATALLER PARA CARGADORES FRONTALES Y

PLATAFORMA DE FACILIDADES SSEE

Larraburre y Unanue 146, Lima 1 – Perú T.(511)6266200 F.(511)4332842 Página 2 de 14


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1. GENERAL.

1.1 ALCANCES.

En el presente documento se establece los criterios a seguir para verificar el diseño

de las estructuras del proyecto “Taller de Cargadores y Plataformas de Contratistas”.

El proyecto de Ingeniería en la especialidad de estructuras comprende el diseño y la

elaboración de los planos de estructuras.

1.2 UNIDADES.

Todos los cálculos estructurales serán realizados usando como unidad de medida el

sistema métrico.

En los planos de estructuras, todas las dimensiones se expresarán en milímetros y los

niveles en metros sobre el nivel del mar (msnm).

2. CÓDIGOS Y NORMAS.

Todos los diseños y detalles estructurales del presente proyecto se han desarrollado

de acuerdo con las Normas Nacionales de Edificación siguientes:

- NTE E-020 Norma de cargas.

- NTE E-030 Norma de diseño sismo-resistente.

- NTE E-050 Norma de suelos y cimentaciones.

- NTE E-060 Norma de diseño en concreto armado.

- NTE E-070 Norma de diseño de albañilería.

- NTE E-090 Norma de estructuras metálicas.

También es de referencia la Norma ACI-318 – 2005 “Building Code Requirements for

Structural Concrete” del American Concrete Institute, de la cual se ha adaptado la

norma NTE E-060.





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Igualmente son de referencia las Normas “Allowable Stress Design for Structural

Steel, Ninth Edition”, del American Institute of Steel Construction, Inc (AISC).

Se tomarán en cuenta las estipulaciones del Internacional Building Code (IBC).

Además se tendrá en cuenta las estipulaciones de las siguientes Normas de EE.UU:

- Specification for Structural Joint using ASTM A325 O A490 Bolts del

American Institute of Steel Construction.

- Structural Welding Code-Steel de la American Welding Society.

Cuando las normas nacionales presenten algunos vacíos, sobre todo para determinar

el factor de reducción o sobre resistencia sísmica “R” para “non building structures” se

empleará la norma del Uniform Building Code UBC 1997.

3. INFORMACIÓN DEL SITIO.

3.1 UBICACIÓN.

El emplazamiento donde se desarrollará el proyecto de la “Taller de Cargadores y

Plataformas de Contratistas” se encuentra ubicado en el puerto de Huarmey sobre el

océano pacífico, al sur de la ciudad de Huarmey, y aproximadamente 200 kilómetros

al oeste sudeste de la mina.

3.2 ZONIFICACIÓN SÍSMICA.

De acuerdo al mapa de zonificación sísmica de la Norma de Diseño Sismo resistente,

el proyecto se encuentra ubicado en la zona sísmica 3.

De acuerdo a esto el coeficiente de zonificación para la determinación de las cargas

de sismo es Z=0.4.

3.3 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS.





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Se encuentran en el estudio de suelos realizado por la empresa……………….

4. BASES DE DISEÑO.

4.1 GENERALES.

Las estructuras de concreto serán diseñadas por el método de diseño de resistencias

o cargas últimas, mientras que las de acero serán dimensionadas por el método de

diseño de esfuerzos admisibles. Los sistemas estructurales así dimensionados

deberán ser capaces de resistir las combinaciones de cargas indicadas en la Norma

correspondiente.

Asimismo los sistemas estructurales cumplirán con los requisitos de servicio,

principalmente el referido a las deflexiones para las cargas de servicio y el control de

vibraciones producidas por la carga viva o de equipos.

4.2 CARGAS DE DISEÑO.

Las estructuras se analizaran y diseñaran para soportar las cargas a las que serán

sometidas durante su vida útil. Los estados de carga considerados son:

A. CARGA MUERTA (D).

Incluye el peso propio de todos los elementos que conforman el sistema

estructural a analizar así como las cargas que actúan permanentemente, como el

peso de las coberturas, planchas de piso, parrillas, barandas, etc.

Los siguientes valores del peso unitario (γ) son usados para:

Concreto armado 2400 Kg. /m3.

Concreto simple 2300 Kg. /m3.

Albañilería 1800 Kg. /m3.





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Acero 7850 Kg. /m3.

B. CARGAS VIVAS (L).

Comprenden las cargas que actuarán sobre la estructura en forma variable y que

no son permanentes. Tenemos entre estas a las sobrecargas en techos,

entrepisos, en plataformas de trabajo y escaleras de acceso, cargas de los

materiales de transporte acumulados sobre la estructura, peso de los equipos

electromecánicos y del material que estos pudieran transportar o acumular,

puentes grúa, elevadores(huinches), partes de equipos desmontables.

Las siguientes cargas vivas se usarán en el diseño estructural:

- En techos S/C = 30 Kg./m2

- En plataformas de operación S/C = 500 Kg./m2

- En pasillos de acceso del personal S/C = 300 Kg./m2

- En emparrillados en general S/C = 500 Kg./m2

- Corredores de galerías de bandas transportadoras. S/C = 250 Kg./m2

- En pisos para operaciones en general. S/C = 800 Kg./m2

- En plantas bajas S/C=1000 Kg./m2

- Cuarto de tableros eléctricos. S/C=1250 Kg./m2

- Escaleras y rampas. S/C = 500 Kg. /m2

- Estructuras de soporte de camiones ASHTO HS20-44

- Baranda y guarda vías IBC 1607.7

Se deberá considerar en el diseño cargas concentradas de 140Kg, colocadas en

el centro de los escalones.

Con respecto a las cargas vivas la mínima carga viva de techo será 100Kg/m2

para instalaciones industriales y 30Kg/m2 para instalaciones no industriales.





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C. CARGAS DE VIENTO (W).

Para cálculos del efecto de viento se utilizará el código IBC para estructuras

industriales y el RNE para instalaciones no industriales.

Velocidad básica del viento.

Puerto (nivel del mar) 85Km/h. (55mplh)

D. CARGAS SÍSMICAS (E).

Se determinarán de acuerdo al código IBC o al RNE, prevaleciendo las

máximas.

Para instalaciones industriales, estructuras altas y estructuras que presentan

rigidez, peso o geometría irregular definidas como se indica en la Sección

1616.15 del IBC deberán ser analizadas usando procedimientos de fuerza

dinámica lateral expuesto en la Sección 1618 del IBC.

Para las instalaciones no industriales se usará el RNE.

E. CARGAS MÓVILES DE IZAJE (LG).

Son cargas que están relacionadas con el izaje y transporte de carga por medio

de puentes grúas o vigas monorrieles.

Estas cargas son colocadas en la posición que produzcan los efectos más

críticos para la estructura. Estas cargas son modeladas como estáticas a pesar

de ser móviles aplicando un factor de impacto al peso de la carga izada para el

diseño de los elementos estructurales sobre los que se desliza la carga.

La carga viva se incrementará para simular dicho efecto en los siguientes

porcentajes:

Categoría Carga vertical (%) Carga lateral (%) Carga longit. (%)





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Vigas carrileras y sus

conexiones en puentes

25(1) 20(2) 10(3)

(1) Aplicado cuando la grúa este izando a capacidad plena.

(2) Aplicado al total de la suma de la capacidad nominal del guinche más

los pesos del trolley y la cabina de control. La fuerza lateral es aplicada

en la mitad superior de cada riel, actuando en la dirección perpendicular

a estos. Cargas de impacto lateral se producen solo en trolley

automatizados, la carga de impacto lateral será cero cuando son

operados manualmente.

(3) Si no se especifica de otra manera, la fuerza por tracción longitudinal

será tomada como 10% de la máxima carga de rueda de la grúa,

aplicada en la parte superior del riel. Cargas de impacto longitudinal se

producen sólo para carros automatizados. La carga de impacto

longitudinal será cero cuando son operados manualmente. Las vigas

carrileras deberán también ser diseñadas para soportar fuerza inducida

por frenado, esta fuerza será igual al frenado cuando el puente recorre al

40% de su velocidad nominal y se encuentra al 100% de su capacidad

nominal.

4.3 CARGAS DE DISEÑO.

De acuerdo a la condición de diseño que se esté verificando se emplearán las

siguientes combinaciones de carga:

- Diseño de estructuras de concreto armado (Cargas últimas)

- 1.5D + 1.8L

- 1.5D + 1.8L + 1.8 LG

- 1.25D + 1.25L + Ex

- 1.25D + 1.25L + Ey





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- 1.25D +1.25L + 1.25 Wx

- 1.25D + 1.25L +1.25Wy

Diseño de estructuras de acero (Cargas en servicio)

- D + L

- D + L + LG

- 0.9D + Ex/1.25

- 0.9D + Ey/1.25

- 0.9D + LG + 0.5Wx

- 0.9D + LG + 0.5Wy

- 0.9D + Wx

- 0.9D + Wy

D = Carga permanente

L = Sobrecarga

LG = Cargas móviles de Izaje

Wx, Wy = Cargas de Viento en la dirección X e Y

Ex, Ey = Cargas de Sismo en la dirección X e Y

Se considera que las cargas de sismo y viento no actúan simultáneamente. Se puede

considerar un incremento de un tercio en los esfuerzos admisibles para todas las

combinaciones de carga que incluyan efectos de sismo o de viento. Las presiones

admisibles del terreno, para diseño por esfuerzos admisibles, se pueden incrementar

en un tercio cuando se considere los efectos de sismo o viento.

4.4 DEFLEXIONES PERMISIBLES.





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Las deflexiones verticales, en los elementos estructurales como vigas y losas de

concreto armado y elementos de acero, causadas por las cargas de gravedad,

permanentes y vivas no excederán de los siguientes valores:

1.- Correas de techo y elementos secundarios: L/240

2.- Vigas de de Pórticos soporte de Correas de Techo: L/240

3.- Vigas de Plataformas: L/360

4.- Vigas de Plataformas – Soporte de Equipos Vibratorios: L/800

5.- Vigas carrileras (puente grúa) y vigas para monorrieles (Sin impacto):

a. Vertical L/800

b. Horizontal L/500

Las deflexiones laterales en los elementos estructurales verticales causadas por las

cargas de gravedad, permanentes y vivas no excederán los valores límites indicados:

1.- Por Sismo, en pórticos con nudos rígidos en el plano del pórtico: H/100

2.- Por Sismo, en los pórticos de la dirección arriostrada: H/300

3.- Por Viento, en pórticos con nudos rígidos en el plano del pórtico: H/200

4.- Por Viento, en pórticos: H/500

5.- Estructuras de Soporte de Equipos Vibratorios H/800

6.- Los límites admisibles de deformación lateral, para edificios con puente grúa, no

excederá de H/400 o 50 mm, la que sea menor, donde H es la altura del edificio,

medida hasta el tope de la viga carrilera.

1. DISEÑO DE CIMENTACIONES

1.1 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

El diseño de las cimentaciones se basará en las recomendaciones del Estudio

Geológico-Geotécnico, a ser proporcionado.





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1.2 ESTABILIDAD

Para las condiciones de estabilidad de las estructuras de contención se considerarán:

Factor de Seguridad al volteo: 1.5 (1.2 con carga sísmica)

Factor de Seguridad al deslizamiento 1.5 (1.2 con carga sísmica)

(Se asume un coeficiente de fricción entre el concreto y el suelo de µ = 0.45)

2. MATERIALES

2.1 ACERO ESTRUCTURAL

El acero de las planchas, barras y perfiles cumplirán con la norma ASTM A – 36

Los perfiles y planchas serán con acero de calidad estructural ASTM A – 36 sider PG-

E24 o equivalente. Los perfiles W y sus planchas de conexión y rigidizadores tendrán

un espesor mínimo de ¼” (6mm). Loa ángulos, canales y perfiles tubulares tendrán un

espesor mínimo de 3/16” (5mm).

Las barandas se fabricarán de tuberías de acero de peso estándar, Schedule 40, de

31mm de diámetro nominal, 1¼”, que cumplirán con la norma ASTM A – 53 grado B.

La plancha de protección será de 127mm por 6mm de espesor.

Las planchas de piso serán de plancha de acero estriada de 6mm de espesor,

resistente al deslizamiento.

Los piso de rejilla, a menos que se indique lo contrario en los planos, serán de

platinas de acero soldadas de 31mm por 4.5mm con barras transversales de Φ 3/8” a

cada 100mmm entre centros.

2.2 CONEXIONES EN ACERO ESTRUCTURAL





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Todas las conexiones de taller serán soldadas y las conexiones de campo serán

empernadas.

Las conexiones empernadas emplearán como mínimo pernos con acero de calidad

ASTM A – 325, 325 N, Grado Sae 5 o equivalente y el cálculo supondrá que la rosca

está incluida en el plano de cizalla. Donde se requiera conexiones tipo fricción, las

caras de contacto de la conexión serán limpiadas con aire a presión y no recubiertas o

recubiertas con revestimiento tipo B de acuerdo a las Especificaciones Tipo B de

acuerdo a las especificaciones para conexiones estructurales usando pernos A325 o

A490. A menos que se indique de otra manera en los planos, todos los pernos serán

fijados a tensión controlada. Para elementos secundarios serán pernos ASTM A – 307

a menos que se indique lo contrario en los planos.

Las tuercas y arandelas a emplearse con los pernos de alta resistencia ASTM A325

deben cumplir con las especificaciones ASTM A563 y ASTM F436 respectivamente.

La soldadura deberá cumplir las especificaciones ASME Sección IX y se realizará el

control de calidad conforme a los requerimientos incluidos en la misma.

Los electrodos para las conexiones soldadas serán de la serie E70xx, E60xx de AWS

A5.1.

2.3 CONCRETO

A menos que se indique lo contrario en los planos, las resistencias a la compresión de

diseño en 28 días deberán ser las siguientes:

Uso f'c (kg/cm2)

Solado 100

Cimentaciones Misceláneas 210

Estructuras para edificaciones, cimentaciones para Equipos, zapatas, muros

de contención, túneles de recuperación y espesadores280

Losas de piso 280

Piso de operación elevados 350





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2.4 CEMENTO

El cemento a usar será ASTM C150, Tipo II poco alcalino o ASTM C595, Tipo IP.

2.5 ACERO DE REFUERZO

Se utilizarán barras de acero corrugado de calidad ASTM A615, Grado 60. Este acero

será limitado a las siguientes dimensiones:

Tamaño de barra de refuerzo

US (US (#) 3 4 5 6 8 11

Las barras de refuerzo tamaño (#) 11 deberán ser usadas como refuerzo horizontal de

losas de cimentaciones grandes.

2.6 COBERTURAS Y CERRAMIENTO

Las coberturas y cerramientos de los edificios de procesos deben ser sin aislamiento,

y pueden incluir planchas traslucidas para proveer iluminación natural.

Los cerramientos y coberturas estarán conformados por planchas metálicas pre-

pintadas de 0.5mm de espesor como mínimo.

En los casos donde se requieran coberturas o cerramientos con aislamiento térmico.

Se utilizarán “paneles compuestos”, los cuales se asemejan a un sándwich que

combina dos chapas exteriores metálicas y un relleno cuyo espesor y material será

definido de acuerdo a los requerimientos de aislamiento. Las planchas que queden en

contacto con el exterior serán de metal pre-pintadas y de no menos de 0.5mm de

espesor.





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