Clase 8- CLASE CÁLCULO ESTRUCTURAL Y PRESTAC. EQUIVALENTES.ppt

7/21/2019 Clase 8- CLASE CLCULO ESTRUCTURAL Y PRESTAC. EQUIVALENTES.ppt

1/32

NOCIONES SOBRE CLCULOESTRUCTURAL DE TUBERAS

INSTALADAS EN ZANJA

ING. LUIS E. PREZ FARRS


2/32

VERIFICACIN CONSIDERANDO LAS CARGAS DEBIDAS ALVERIFICACIN CONSIDERANDO LAS CARGAS DEBIDAS AL

RELLENORELLENOLa seleccin de la tubera ms adecuada ! el dise"# de la $an%a (distinto paralos distintos materiales) c#nstitu!e una decisin in&enieril lab#ri#sa 'uedebe ser cuidad#samente meditada(

)uberas r&idas* tuberas 'ue c#la+san al ser s#metidas a car&as dea+lastamient# c#n de,#rmaci#nes +e'ue"as de su dimetr# -ertical(menores al 1 %).

)uberas ,le.ibles* tuberas 'ue c#la+san la ,#rma antes 'ue el

material/ +uest# 'ue la de,#rmacin de su dimetr# -ertical0de,le.in1 +uede lle&ar 2asta -al#res mu! alt#s/ #-ali$nd#se sin 'uese r#m+a/ +er# c#la+sand# la ,#rma de manera inace+table 0+#r l#s+r#blemas 'ue trae a las uni#nes ! +3rdida de estan'uidad en lasmismas1( La de,le.in m.ima admitida en las n#rmas es del 4 5(

Nota: 4 % para las tuberas de FD.


3/32


RELLENORELLENO

CONDICIONES DE INS)ALACIN EN 6AN7A

C#ndicin de 6an%a Ansta

TUBERIA FLEXIBLE TUBERIA RGIDA


4/32


RELLENORELLENOLa tubera ,le.ible se de,#rma c#nsiderablemente en el dimetr# -ertical/admitiend# una de,le.in m.ima del 4 5 del mism#/ #-ali$nd#se debid#a las car&as e.ternas(

L#s +rismas laterales del suel# de rellen# tienen la misin de detener !ac#tar la #-ali$acin(

La $an%a ansta ali-ia las car&as 'ue e,ecti-amente incidirn s#bre latubera &racias a las ,uer$as de ,r#tamient# 'ue se inducen en l#s +lan#stan&entes -erticales a las mismas(

En el cas# de ser la tubera ,le.ible res+ect# al rellen#/ se de,#rmar ms'ue el +risma central/ el 'ue en cierta ,#rma 8se c#l&ar9 de l#s +lan#slaterales/ l#s 'ue transmitirn es,uer$#s 2asta las +aredes de la $an%a(

Las tuberas 'ue d#minan 2#! el mercad# s#n Fle.ibles # c#m# en el

cas# de la Fundicin d:ctil 8semir&idas9(


5/32


RELLENORELLENOCONDICIONES DE INS)ALACIN EN 6AN7A

Instalacin en )erra+l3n # 6an%a Anc2a

El cas# si&uiente c#nstitu!e la instalacin en )erra+l3n 0cas# teric# en

'ue B es in,init#1 # 6an%a Anc2a 0cas# +articular del anteri#r ms ,recuenteen la +rctica1(


6/32


RELLENORELLENO

En ambas ,i&uras se #bser-a 'ue n# e.iste el ali-i# de las car&as 'ue +#sibilita lacercana de las +aredes de la $an%a/ es decir n# se +#ne de mani,iest# el bene,ici#s#8e,ect# de arc#9(

Es +#r ell# 'ue las tuberas resultan ms e.i&idas en esta c#ndicin de instalacin/+#r l# 'ue al tener 'ue resistir ms car&as debern c#ntar c#n ma!#r es+es#r !;#me%#res c#ndici#nes de ac#ndici#namient# en $an%a(

I


7/32

VERIFICACIN CONSIDERANDO LAS CARGASVERIFICACIN CONSIDERANDO LAS CARGAS

DEBIDAS AL RELLENODEBIDAS AL RELLENO

EC>ACIONES DE


8/32


DEBIDAS AL RELLENODEBIDAS AL RELLENO=ara el cas# de )erra+l3n 06an%a Anc2a c#m# cas# +articular1 se trans,#rma en*

2DcQc

=

k

e

c

D

Hk

c2

2

=

El si&n# ? +ara tubera de c#m+#rtamient# c#m# 8R&ida9 ! el si&n# @ +ara la dec#m+#rtamient# c#m# ,le.ible(

En las 'ue*

e es la base de l#s l#&aritm#s ne+erian#s( es el 8c#e,iciente de Ranine9( es el 8n&ul# de ,riccin interna9 del material de rellen#( t& es el 9C#e,iciente de ,riccin Interna9 del material de rellen#( t& es el 8C#ciente de ,riccin interna9 entre material de rellen# ! las

+aredes de la e.ca-acin/ siend# el n&ul# de ,riccin c#rres+#ndiente(


9/32


10/32


DEBIDAS AL )RNSI)ODEBIDAS AL )RNSI)O)e#ra de B#ussisne' +ara la E-aluacin de las Car&as Dinmicas de )rnsit#(

El m#del# de B#ussisne' +ermite e-aluar la )ensin en un +unt# &en3ric# 0+unt#material de dimensi#nes in,initesimales1 ubicad# +#r la altura 829 ! el n&ul# talc#m# ser +uede a+reciad# en el es'uema de la ,i&ura 'ue se +resenta a

c#ntinuacin(

La te#ra +#sibilita lle&ar a lae.+resin de la tensin en el +unt#en estudi# dada +#r*

3

2 cos

2

3

r

Pz =

A +artir de la relacintrin#m3trica e.istente entre r !h ! reem+la$and# en la e.+resinanteri#r *

5

2 cos

2

3

h

P

z =


11/32


DEBIDAS AL )RNSI)ODEBIDAS AL )RNSI)OInte&racin de la ecuacin de B#ussisne'

La distribucin de tensi#nes 'ue sur&e de la inte&racin de la ecuacin deB#ussisne' tiende a uni,#rmi$arse a medida 'ue el +lan# de a+licacin c#nsiderad#es ms +r#,und#(

De all 'ue se es+eci,i'uen ta+adas mnimas +ara las tuberas instaladas en $an%a(

A medida 'ue el dimetr# aumenta/ +ara l#&rar distribuci#nes ms uni,#rmes/l&icamente las ta+adas debern ser ma!#res(

La e.+eriencia rec#mienda ta+adas n# men#res a H/ J m +ara dimetr#s de 2astaKJJ mm ! de H/4J m +ara l#s ma!#res(

En cas# de 'ue deban ser instaladas necesariamente a ta+adas men#res/+recauci#nes es+eciales debern ser tenidas en cuenta 0me%#ra de rellen#s/ l#setasde suel# cement# u 2#rmines de distintas cateras en ,uncin de la necesidad/

&e#&rillas/ etc(1(


12/32

LA EM=RESIN DE S=ANGLER S>S FOR


13/32



14/32



15/32



16/32

EM=RESIN DE S=ANGLER )ENIENDO EN C>EN)ALAS DIS)IN)AS =RO=IEDADES DEL S>ELO DE

RELLENO EL NO AL)ERADO =OR LA

EMCAVACIN

Las industrias del =VC ! del =RFV utili$a la e.+resin de S+an&ler teniend# encuenta el c#e,iciente 8Sc9 im+uest# +#r las n#rmas AUUA(

=ara ell# se reem+la$a en la e.+resin de S+an&ler el -al#r E +#r la si&uientee.+resin*

bc ESE =En la 'ue*

E es el


17/32

CONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO ECONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO EINS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLESINS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLES99

A=OR)E DE LA 6AN7A EN LA RESIS)ENCIA A LA OVALI6ACIN

F#rma sim+li,icada de la e.+resin de S+an&ler*rsrc

c

FFF+=

En la 'ue*

Fc es el 8Fact#r de Car&a9*

Frc es el 8 Fact#r Resistente del Ca"#9 # 8Ri&ide$9 de la tubera*

Frs es el 8Fact#r Resistente del Suel# de A+#!#9(

[ ]KQQD vl +

( ) 33 13

2

==

R

E

r

IEF

rc


18/32

CONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO ECONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO E

INS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLESINS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLES99

En tuberas ,le.ibles el a+#rte de la 8ri&ide$9 +r#+ia de la tubera +ara resistir sude,le.in ante las car&a e.ternas #scila entre HJ ! J 5(

El XJ a YJ 5 restante l# a+#rta la $an%a/ ! ms +recisamente sus laterales/ c#n elc#m+actad# su,iciente +ara 'ue la #-ali$acin n# c#ntin:e en el tiem+# ! semanten&a en l#s -al#res +re,i%ad#s 0las n#rmas ,i%an 'ue n# debe su+erarse el 4 5del dimetr# -ertical1(

En el cas# de las tubera ,le.ibles la interaccin 8)ubera 6an%a9 n# sl# es

im+#rtante (como lo es para las tuberas que se comportan como ridas) sin# 'ueadems/ es determinante en la resistencia al 8A+lastamient#9(

Las tuberas ,le.ibles resisten c#n &ran e,iciencia las tensi#nes deri-adas de la+resin interna/ +er# las car&as 'ue m#ti-an la #-ali$acin deben ser resistidas,undamentalmente +#r las c#ndici#nes mecnicas de la $an%a en la 'ue esinstalada(


19/32

CONCL>SIONES DE LOS CLC>LOS =REVIOSCONCL>SIONES DE LOS CLC>LOS =REVIOS

E.iste en el mercad# la ima&en ,alsa de 'ue las tuberas de FD ! de =EAD brindans#luci#nes men#s ec#nmicas/ l# 'ue debe en realidad estudiarse en detalle/ s#bret#d# si se tienen en cuenta las -enta%as tecn#l&icas +r#+ias de las tuberas metlicas! de =EAD instaladas en $an%a/ +ues 3sta debe resultar muc2# ms ec#nmica(

N#ta* En el cas# de tuberas de =EAD/ +uede aumentarse la ri&ide$ a -#luntad c#n las c#rru&asnecesarias ! adems la de,le.in +uede ser del X 5/ dada su +r#+iedad de 8mem#ria elstica9(

La +restacin tecn#l&ica de las tuberas metlicas +ara +resin ! de =EAD +aracl#acas ! +lu-iales es mu! su+eri#r a la de su c#m+etencia/ debid# a sus cualidadesmecnicas(

Al tener en cuenta l#s criteri#s esb#$ad#s s#bre las 8=restaci#nes

e'ui-alentes de tuberas9/ las -enta%as tecn#ec#nmicas relati-asde las tuberas instaladas en $an%a/ deben ser estudiadas en detalle+uest# 'ue l#s +reci#s 'ue de,inen s#n a #bra c#m+leta ! n# sl#c#m+arand# +reci#s de tuberas de dismiles +r#+iedadesmecnicas(


20/32

CONCE=)O DE CLASE LAS )>BERWAS BERWAS


21/32

VERIFICACIN DE LAS )ENSIONES COBERWAS INS)ALADAS EN 6AN7A

La tensin t#tal a la 'ue estar s#metida la +ared de la tubera a +resin/ es la sumade las c#rres+#ndientes a la de,le.in resultante de las s#licitaci#nes e.ternas ! ala debida a la +resin interna(

cepiT +=

es la tensin debida a la +resin interna(

es la tensin debida a la de,le.in resultantes de las car&as e.ternas(

pi

ce

D

e

E

y

Ee

Dp

T

+= 6

2

La c#ndicin a cum+lir +ara la -eri,icacin*

5,1

admT


22/32

CONCL>SIONES =ARCIALESCONCL>SIONES =ARCIALES

El ZDB de+ende de cada tecn#l#&a de +r#duccin ! sl# es c#n#cid# +#r ellab#rat#ri# central de la re+resentacin l#cal del mism#(L#s +r#-eed#res deberan +resentar una mem#ria descri+ti-a 'ue e.+li'ue l#sc#nce+t#s ! smb#l#s utili$ad#s ! su c#rrelacin c#n la AUUA


23/32

CONSIDERACIN DE LAS CARGAS DEBIDAS ALCONSIDERACIN DE LAS CARGAS DEBIDAS AL

RELLENORELLENOLa tubera ,le.ible se de,#rma c#nsiderablemente en eldimetr# -ertical/admitiend# una de,le.in m.ima del 4 5 del mism# (para unionestradicionales)!#-ali$nd#se debid# a las car&as e.ternas

L#s +rismas laterales del suel# de rellen# tienenla misinde detener !ac#tar la #-ali$acin(

La $an%a ansta ali-ia las car&as 'ue e,ecti-amente incidirn s#bre latubera &racias a las ,uer$as de ,r#tamient# 'ue se inducen en l#s +lan#stan&entes -erticales a las mismas(

En el cas# de ser la tubera ,le.ible res+ect# al rellen#/ se de,#rmarms'ue el +risma central/ el 'ue en cierta ,#rma 8se c#l&ar9 de l#s +lan#slaterales/ l#s 'ue transmitirn es,uer$#s 2asta las +aredes de la $an%a(


24/32

CONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO ECONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO E

INS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLESINS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8FLEMIBLES99En tuberas ,le.ibles/ el a+#rte de la 8ri&ide$9 +r#+ia de la tubera +ara resistir sude,le.in ante las car&a e.ternas #scila entre HJ ! J 5(

El XJ a YJ 5 restante l# a+#rta la $an%a/ ! ms +recisamente sus laterales/ c#n elc#m+actad# su,iciente +ara 'ue la #-ali$acin n# c#ntin:e en el tiem+# ! semanten&a en l#s -al#res +re,i%ad#s (las normas "i#an que no debe superarse el $ % deldimetro &ertical).

En el cas# de las tubera ,le.ibles la interaccin 8)ubera 6an%a9 n# sl# esim+#rtante (como lo es para las tuberas que se comportan como ridas) sin# 'ueadems/ es determinante en la resistencia al 8A+lastamient#9(

Las tuberas ,le.ibles resisten c#n &ran e,iciencia las tensi#nes deri-adas de la+resin interna/ +er# las car&as 'ue m#ti-an la #-ali$acin deben ser resistidas,undamentalmente +#r las c#ndici#nes mecnicas de la $an%a en la 'ue esinstalada(


25/32

COBERWAS INS)ALADAS CONRE>ERIDAS =ARA )>BERWAS INS)ALADAS CON

>NIONES F>SIONADAS>NIONES F>SIONADAS

OB7E)IVO* E.+licar 'ue las c#nducci#nes +#lim3ricas de uni#nes,usi#nadas +ueden ser instaladas en ,#rma muc2# ms ec#nmica 'ue las deunin tradici#nal(

)uberas c#n uni#nes tradici#nales* de,le.in +ermitida +#r las n#rmas -i&entes 4 5

del dimetr# -ertical(Las di,erencias de ri&ideces entre el ,uste ! las mismas im+licande,#rmaci#nes di,erenciales 'ue atentan c#ntra la estan'uidad de la %unta()uberas c#n uni#nes inter,usi#nadas* de,le.in +ermitida +#r las n#rmas -i&entes X5 del dimetr# -ertical( La unin de l#s materiales es l#&rada +#r la ,usin de l#se.trem#s/ la misma desa+arece c#m# tal +ara c#n-ertirse en un c#ntinu# de id3ntica

c#m+#sicin m#lecular/ +#r l# 'ue tal +eli&r# de +3rdidas 2idrulicas desa+arece enabs#lut#(

El 2ec2# de 'ue casi se du+li'ue la de,le.in admisible im+lica 'ue las c#ndici#nes deinstalacin +ueden ser en c#nsecuencia n#tablemente men#s e.i&entes c#n laec#n#ma de #bra 'ue ell# si&ni,ica(


26/32

CONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO ECONCE=)OS DE IN)ERS =ARA EL CLC>LO EINS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8RWGIDAS9INS)ALACIN DE LAS )>BERWAS 8RWGIDAS9

Las tuberas r&idas c#la+san c#n +e'ue"a de,#rmacin de sudimetr# -ertical (de"le'iones menores del 1 % en el dimetro &ertical).

S#n las 'ue en la tecn#l#&a de materiales se den#minan de

8r#tura ,r&il9(

E.iste en el mercad# (sobre todo en el de desaes plu&iales) el+rec#nce+t# de 'ue las tuberas r&idas s#n aut#su,icientes +araresistir las car&as e.ternas/ l# 'ue im+lica un err#r &r#ser#(

A c#ntinuacin se desarr#llan l#s c#nce+t#s ,undamentales en l#s'ue se basa el dise"# ! la -eri,icacin del c#n%unt# tubera$an%a +arael cas# de las tuberas 'ue se c#m+#rtan c#m# r&idas(


27/32

CLC>LO DE )>BERWAS RWGIDAS =ARA DRENA7E

mrQM 318,0

max =

mrQM 318,0

max =

W

Mmax=

6

2el

W =( )

2

955,0

el

edQA

+=

minrr

minradmT =

T

QQQQ aTr

++=

ed

elQ rr

+

=

2

min

0471,1

Q

Qrmin

5,1=


28/32

)I=OS DE A=OO >S>ALES =ARA )>BERWAS)I=OS DE A=OO >S>ALES =ARA )>BERWASRWGIDAS SEG[N NOR


29/32

A=OO )I=O 8A9A=OO )I=O 8A9

C#nsiste en una cuna c#ntinua de 2#rmi&n s#bre la 'ue se a+#!a la tubera en t#da

la l#n&itud del ,uste/ e-itand# el a+#!# de las uni#nes/ +ara e-itar el traba%# a la ,le.inl#n&itudinal(


30/32

A=OO )I=O 8B9A=OO )I=O 8B9Este a+#!# cuenta c#n una cama de +edre&rull# # de arena &ruesa a cu!a +artesu+eri#r se le da la ,#rma adecuada +ara +#sibilitar el 8,act#r de a+#!#9 desead#(


31/32

A=OO )I=O 8C9A=OO )I=O 8C9

Este a+#!# n# re'uiere una c#n,#rmacin +re-ia del ,#nd# de la $an%a ! +uede+racticarse cuand# las instalacin tiene lu&ar en suel#s de tierra c#m:n des+r#-istade r#cas/ +iedras # cuer+#s dur#s(

Se a+#!a la tubera s#bre una cama de rellen# selecci#nad# bien c#m+actad#ase&urand# un a+#!# c#ntinu# del ,uste ! +#sibilitand# nic2#s +ara 'ue n# a+#!enlas uni#nes e-itand# de esta manera la ,le.in l#n&itudinal(


32/32

A=OO )I=O 8C9A=OO )I=O 8C9

Documents

Clase 8- CLASE CÁLCULO ESTRUCTURAL Y PRESTAC. EQUIVALENTES.ppt