DISEÑOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA SUBESTACIÓN SURIA … · 4. ESPECTRO DE DISEÑO El espectro de diseño que se aplicó en el diseño estructural de las obras civiles, fue determinado

0 2016-06-07

Emisión Original E.C

MALZATE

MBEDOYA

FORREGO

No.

FECHA Elaborado por: Nombre/Firma

Revisado por: Nombre/Firma

Aprobado por: Nombre/Firma

Descripción Estado

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURALES

DISEÑOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA SUBESTACIÓN SURIA 230/115kV, CON DOS BANCOS DE TRANSFORMACIÓN DE 150 MVA

230/115 kV ESCALA FORMATO CÓDIGO HOJA REVISION

SIN Carta IP252-SE-SUR-GEN-DO-9013 1 DE 18 0

IP252-SE-SUR-GEN-DO-9013 REV 0 Fecha 07/06/16


SUBESTACIÓN SURIA 115kV Página 2 de 18

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETO ...................................................................................................... 4

2. NORMAS .................................................................................................... 4

3. PARAMETROS AMBIENTALES ................................................................. 6

4. ESPECTRO DE DISEÑO ............................................................................ 6

5. ESPECIFICACIONES PARA OBRAS DE CONCRETO .............................. 8

5.1 MATERIALES ............................................................................................. 8

5.2 CIMENTACIONES DE EQUIPOS Y PÓRTICOS ........................................ 8

5.2.1 Factor de seguridad y profundidad de desplante ........................................ 8

5.2.2 Refuerzo de pedestales .............................................................................. 9

5.2.3 Refuerzo en la losa de la cimentación ......................................................... 9

6. ESTRUCTURAS METÁLICAS Y SOPORTES DE EQUIPOS ..................... 9

6.1 INFORMACIÓN DE REFERENCIA ........................................................... 10

6.2 CARGAS ................................................................................................... 10

6.2.1 Cargas de conexión sobre estructuras de pórticos y soportes de equipos ...................................................................................................... 10

6.2.2 Cargas de peso propio .............................................................................. 10

6.2.3 Cargas de viento ....................................................................................... 11

6.2.4 Cargas de sismo ....................................................................................... 11

6.2.5 Cargas de montaje y mantenimiento ......................................................... 12

6.3 COMBINACIONES DE CARGA Y FACTORES DE SOBRECARGA ........ 12

6.4 LÍMITES DE DEFLEXIONES .................................................................... 13

6.5 DISEÑOS ESTRUCTURALES .................................................................. 14

6.6 MATERIALES ........................................................................................... 17




ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1: PARÁMETROS AMBIENTALES. .................................................................. 6 TABLA 2. VALORES DE FACTOR DE REDUCCIÓN R ........................................... 11 TABLA 3.LÍMITES DE DEFLEXIONES EN ESTRUCTURAS .................................. 13

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE SUBESTACIÓN SURIA 115KV ............................. 4 FIGURA 2. ESPECTRO DE DISEÑO ............................................................................ 7




1. OBJETO

Este documento especifican los requerimientos detallados para el diseño de las estructuras en concreto reforzado tales como fundaciones de soportes de equipos y diseño de estructuras metálicas (pórticos y equipos), que conforman la subestación Suria 115kV.

El proyecto se encuentra localizado en el Municipio de Villavicencio en el departamento del Meta.

Figura 1. Localización de subestación Suria 115kV

2. NORMAS

Todos los aspectos de diseño, fabricación, pruebas, inspección, materiales y suministros deben cumplir mínimo con los requisitos y las especificaciones, normas e indicaciones de las últimas versiones de los siguientes documentos:

- NSR-10: Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente. - ASCE: American Society of Civil Engineers - ASCE 10-15: Design of Latticed Steel Transmission Structures - ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 74: Guidelines for

Electrical Transmission Line Structural Loading.




- ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 113: Substation Structure Design Guide.

- AISC: American Institute of Steel Construction - Manual of Steel Construction: Load and Resistance Factor Design. - ASTM: American Society for Testing and Materials - A706: Standard Specification for Low-Alloy Steel Deformed and Plain Bars

for Concrete Reinforcement - A497: Standard Specification for Steel Welded Wire Reinforcement,

Deformed, for Concrete - A123/A123M Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coatings

on Iron and Steel Products”, American Society for Testing and Materials. - A153/A153M Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and

Steel Hardware”, American Society for Testing and Materials. - A441 Specification for High-Strength Low-Alloy Structural Manganese

Vanadium Steel - A572/A572M Standard Specification for High-Strength Low-Alloy

Columbium-Vanadium Structural Steel - A242/A242 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Structural

Steel - A36/A36M Standard Specification for Carbon Structural Steel - A394/A394M Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts,

Zinc-Coated and Bare - A563 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts - ACI-318S: Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural - IEEE 980: IEEE Guide for Containment and Control of Oil Spills in

Substations - IEC 61936-1: Power installations exceeding 1 kV a.c. - Part 1: Common

rules - NFPA 850: Recommended Practice for fire protection for electric generating

plants and high voltage direct current converter stations. - IEC 865: Short circuit currents calculation of effects - Cigre: The mechanical effects of short circuit currents in open air

substations. 1996 y 2002 (Publications 105 y 214) - IEEE Std 693: Recommended Practice for Seismic Design of Substations - IEC 62155: Hollow pressurized and unpressurized ceramic and glass

insulators for use in electrical equipment with rated voltages greater than 1000 V.




3. PARAMETROS AMBIENTALES

En la siguiente tabla se muestran los principales parámetros ambientales a ser tenidos en cuenta para el diseño:

Tabla 1: Parámetros Ambientales.

PARÁMETRO MAGNITUD

Altura sobre el nivel del mar, msnm 470

Temperatura:

Máxima ambiente, °C 35

Media ambiente, °C 29

Mínima ambiente, °C 12

Velocidad básica del viento, m/s 33

4. ESPECTRO DE DISEÑO

El espectro de diseño que se aplicó en el diseño estructural de las obras civiles, fue determinado para el proyecto a partir de las características sísmicas de la subestación y los criterios establecidos en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente, NSR-10.

Los diseños de las obras civiles se realizaron con el espectro último para un amortiguamiento del 5%.




Figura 2. Espectro de Diseño

Departamento Meta

Municipio

Villavicencio

Zona de amenaza sísmica

Alta NSR-10, A-4

Aa

0.25 Coef. aceleración horizontal pico efectiva.

Av

0.30 Coef. velocidad horizontal pico efectiva.

Fa

1.45 Coef. de amp. períodos cortos.

Fv

2.80 Coef. de amp. períodos intermedios.

Tipo perfil suelo

E NSR-10, Tabla A.2.4-1

Grupo de uso

IV NSR-10, A.2.5

Coeficiente de importancia

1.5 NSR-10, Tabla A.2.5-1

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 3,25 3,50 3,75Acele

ració

n d

e r

espuesta

espectr

al

Sa (

g)

Período T (s)

ESPECTRO DE DISEÑO




5. ESPECIFICACIONES PARA OBRAS DE CONCRETO

Estas estructuras deben construirse conforme a las dimensiones indicadas en los planos estructurales, considerando los requisitos establecidos en el Reglamento Colombiano de Construcciones Sismo Resistente –NSR-10.

5.1 MATERIALES

Concreto pobre: f'c=17.5 MPa para solados

Concreto estructural: f'c=21.0 MPa para cimentaciones, fosos, muros cortafuego, etc.

Concreto secundario: f'c=21.0 MPa adicionando aditivo súper plastificante

Acero de refuerzo: fy=420 MPa barras redondas corrugadas de fabricación nacional, el recubrimiento de las barras será de 7.5 cm cuando el concreto esté colocado contra el suelo y expuesto permanentemente a él y de 5 cm cuando el concreto esté expuesto a la intemperie.

5.2 CIMENTACIONES DE EQUIPOS Y PÓRTICOS

Para el diseño estructural de las cimentaciones de los equipos y de las estructuras de pórticos se debe tener en cuenta las propiedades mecánicas del suelo y se deberán hacer bajo las especificaciones de las normas anteriormente mencionadas.

Las cargas aplicadas a nivel de fundación son las que serán utilizadas para el diseño de las estructuras de los equipos y de los pórticos las cuales se describen en las combinaciones de carga y factores de sobrecarga.

5.2.1 Factor de seguridad y profundidad de desplante

Las cimentaciones se dimensionan de modo que se garantice la estabilidad al volcamiento inducido por las cargas de trabajo, con un factor de seguridad mínimo de 1.5 en las condiciones que incluyen combinaciones de carga con viento y sismo o lo que se conoce como condiciones anormales.

Las dimensiones mínimas de los pedestales deben soportar adecuadamente la placa base del soporte del equipo. El espesor de la zapata será aquel que garantice la capacidad a cortante de la sección y la estabilidad al volcamiento y debe ser como mínimo de un espesor de 0,25 m de altura de acuerdo con la NSR-10.




Lo anterior con el fin de cumplir con las recomendaciones del estudio de suelos y garantizar apoyo en terreno natural. Se deberá garantizar que la estructura si quede a la profundidad de desplante para evitar ocurra asentamientos en el terreno los cuales pongan en riesgo el funcionamiento de las estructuras.

5.2.2 Refuerzo de pedestales

Para el refuerzo vertical colocado en los pedestales se deberá suministrar el refuerzo requerido para atender los esfuerzos de tensión. Verificando se cumpla con una cuantía mínima de 0,0018 y 133% de la cuantía requerida a flexión. También se verifica que la cuantía de refuerzo en el pedestal sea mínima del 0,5% del área bruta de la sección según el ACI y la NSR-10.

Los estribos en los pedestales deben colocarse nominales para dar confinamiento; pueden ser sencillos o múltiples.

El diseño a flexión de los pedestales se debe realizar con las cargas a nivel de cada pedestal, de acuerdo con las cargas más desfavorables.

Los pedestales de las cimentaciones de los pórticos, y soportes de equipos deberá ser como mínimo de 0,10 m.

5.2.3 Refuerzo en la losa de la cimentación

Para el diseño a flexión de la cimentación se deberá tener en cuenta los esfuerzos máximos calculados en el análisis de estabilidad de la cimentación con la metodología de dimensionamiento utilizada, pero aplicando el factor de mayoración.

Para el cálculo del momento en la losa de cimentación se debe verificar la flexión en la cara del pedestal según el artículo C.15.4 de la NSR.10.

6. ESTRUCTURAS METÁLICAS Y SOPORTES DE EQUIPOS

El diseño de las diferentes estructuras tanto de los soportes de equipos como de los pórticos que componen la subestación, de acuerdo con las dimensiones y requerimientos de los equipos, los requerimientos eléctricos en cuanto a distancias de seguridad, disposición física, alturas de conexión y niveles de adecuación del terreno, entre otros. Los diseños deben estar conformes con las dimensiones nominales, cargas y siluetas mostradas en los planos guías de diseño.




6.1 INFORMACIÓN DE REFERENCIA

Los diseños de las estructuras consideran la información contenida en los siguientes documentos:

- Disposición física de la subestación. - Estudio y planos de adecuación del lote del proyecto - Cartas técnicas de los equipos que se suministrarán para el proyecto - Memoria de cálculo de conductores

6.2 CARGAS

Las estructuras metálicas para los pórticos y los soportes de equipos de patio de la subestación del proyecto estarán sometidas a cargas de tensión estática y electrodinámica de cortocircuito sobre los conductores en templas y barrajes, cables de guarda y conductores de conexionado entre los equipos; cargas asociadas a las estructuras como equipos, accesorios de anclaje (cadenas de aisladores y herrajes), plataformas, mandos, cargas de accionamiento de equipos y las cargas de peso propio, viento, sismo, montaje y mantenimiento.

6.2.1 Cargas de conexión sobre estructuras de pórticos y soportes de equipos

El cálculo de las tensiones estáticas de diseño de los conductores se deberá realizar controlando la flecha en función del vano, respetando las distancias eléctricas. Para los vanos a nivel se recomienda no exceder del 3% de flecha a máxima temperatura del conductor, para vanos a desnivel se debe evitar someter al apoyo inferior a cargas verticales en dirección contraria al peso, para las salidas de línea con grandes desniveles se debe verificar que la llegada cumpla la condición de paso flojo.

Para las cargas de conexión entre equipos, las cargas de conexión se deberán considerar como si la conexión fuera en catenaria, controlando las distancias de seguridad, sin exceder los límites de las cargas en las terminales para cada equipo.

Los efectos mecánicos debidos al corto circuito deberán calcularse según las indicaciones de la Publicación Cigré “The mechanical effects of short circuit currents in open air substations” 1996 y 2002 (Publicaciones 105 y 214) o en su defecto bajo la Norma IEC 865 “Short Circuit cuerrents Calculations effects”.

6.2.2 Cargas de peso propio

Se estiman las cargas de peso propio de las estructuras de acuerdo con las propiedades asignadas en la etapa de diseño a los elementos que conformarán




las columnas y soportes de equipos, adicionando el peso de las platinas, elementos de conexión y galvanizado.

Los pesos propios de los equipos que serán soportados por las estructuras deben ser determinados con base en las propiedades de los equipos suministrados por el cliente. Así mismo se deben considerar los pesos propios y la ubicación de las cajas de mando y de los mecanismos de accionamiento, entre otros.

6.2.3 Cargas de viento

Para la estimación de las cargas de viento sobre las estructuras se debe seguir la metodología ilustrada en el documento NSR-10 Título B para el cálculo de la presión básica de viento por velocidad, la distribución de cargas en la estructura deberá seguir la metodología indicada en los Manuales 74 y 113 de la ASCE.

6.2.4 Cargas de sismo

Los cálculos de las cargas sísmicas deben ejecutarse con el espectro sísmico de diseño construido para la zona del proyecto.

Para el cálculo de las cargas de sismo sobre las estructuras se debe utilizar preferiblemente el procedimiento de la fuerza horizontal equivalente, utilizando los espectros últimos de diseño para el 5% de amortiguamiento.

Las componentes verticales de los movimientos sísmicos de diseño se deben tomar como el ochenta por ciento (80%) de los valores correspondientes a los efectos horizontales y se aplicarán tanto en la dirección de la gravedad como en la dirección contraria a ésta.

Los valores del coeficiente de capacidad de disipación de energía, R, a emplear en los diseños serán los siguientes:

Tabla 2. Valores de Factor de Reducción R

Caso

Valor de R

Componente sísmica horizontal

Componente sísmica vertical

Diseño estructural pórticos, evaluación de cargas a nivel de fundación.

3.0 1.0

Diseño estructural soportes de equipos, evaluación de cargas a nivel de fundación.

2.0 1.0

Verificación de deformaciones. 1.0 1.0




6.2.5 Cargas de montaje y mantenimiento

Se tendrán en cuenta dentro del diseño de las estructuras las cargas debidas al montaje y mantenimiento de los conductores, cables de guarda y equipos.

En columnas el castillete será diseñado para resistir, además de las otras solicitaciones indicadas, la acción de un hombre con herramienta de montaje que equivale a aplicar verticalmente un peso aproximado de 150 daN.

En vigas el nodo donde llega cada barraje, será diseñado para resistir, además de las otras solicitaciones indicadas, la acción de dos hombres con herramienta de montaje que equivale a aplicar verticalmente un peso aproximado de 250 daN.

Así mismo, todos los miembros de las estructuras cuyo eje longitudinal forme un ángulo con la horizontal menor que 45 grados tendrán suficiente sección para resistir una carga adicional de 150 daN vertical, aplicada en cualquier punto de su eje longitudinal.

En el territorio colombiano se deberá considerar la normatividad aplicable para el trabajo en alturas.

6.3 COMBINACIONES DE CARGA Y FACTORES DE SOBRECARGA

Todas las estructuras metálicas para las subestaciones del proyecto deben ser diseñadas para la combinación más crítica de carga a tiro unilateral. Los eventos de carga correspondientes a las combinaciones de peso propio, viento, tiro, cortocircuito y sismo horizontal y vertical, deben tener los siguientes factores de sobrecarga y han sido tomadas del ASCE-113:

Combinaciones de cargas para el diseño por resistencia última:

P1 = 1,4D + 1,1TM +1,0MM

P2 = 1,1D + 1,1TM ± 1,2W + 0,75TC

P3 = 1,1D + 1,1TM + 1,0TC

P4 = 1,1D + 1,1TM ± 1,25E+ 0,75TC

Combinaciones de carga en servicio:

P5 = D + TM + MM

P6 = D + TM + W

P7 = D + TM +TC

P8 = D + TM ± 0,7E




Para el cálculo de las deflexiones máximas se deben considerar las siguientes combinaciones:

P5 a P7

Reemplazar P8 por:

P8 = D + TM + 1,0E

Combinaciones de carga para interruptores:

Para los interruptores se deben se deben adicionar las cargas por operación del equipo (carga de cierre CC y carga de apertura CA) en todas las combinaciones P1 a P8 de forma independiente. Es decir:

P1 a P8) + 1,0CC

P1 a P8) + 1,0CA

Dónde:

Pi: Combinación de carga

D: Peso propio de la estructura, equipos, accesorios y conductores de la conexión

W: Cargas de viento sobre equipos, estructuras y conductores, se debe considerar en las direcciones ortogonales principales.

TM: Cargas por tiro de los conductores de conexión, se debe considerar tiro unilateral (un solo sentido, caso más desfavorable).

TC: Cargas sobre conductores por efecto de cortocircuito

E: Cargas por sismo en equipos y estructuras para un espectro de diseño último. Se deben considerar el factor de respuesta R, de acuerdo a la combinación.

Para las cargas debidas a sismo, E, se consideran los efectos ortogonales simultáneos aplicando el 100% de la fuerza sísmica en una dirección más el 30% de la fuerza sísmica en la dirección horizontal perpendicular más el 100% de la componente sísmica vertical.

6.4 LÍMITES DE DEFLEXIONES

Las deformaciones de las estructuras de pórticos y soportes de equipos se limitarán a los valores indicados en la tabla 3, tomados de la Norma ASCE 113:

Tabla 3.Límites de deflexiones en estructuras

TIPO DE DEFLEXIÓN

ESTRUCTURAS CLASE A

ESTRUCTURAS CLASE B

ESTRUCTURAS CLASE C




Elementos horizontales

Elementos verticales





Horizontal 1/200 1/100 1/100 1/100 1/100 1/50

Vertical 1/200 - 1/200 - 1/100 -

Estructuras clase A, corresponden a los soportes de equipos o pórticos que soporten equipos con mecanismos, como por ejemplo interruptores, cuchillas y seccionadores.

Estructuras clase B, corresponden a los soportes de equipos o pórticos que soporten equipos sin mecanismos, como por ejemplo aisladores postes, transformadores de corriente, transformadores de tensión, pararrayos, trampas de onda, etc.

Estructuras clase C, corresponden a estructuras altas sensibles al viento, que no soportan equipos de medida, como por ejemplo pórticos de llegada de línea, torres de transferencia, torres terminales, postes de iluminación, postes de apantallamiento, postes estructurales.

6.5 DISEÑOS ESTRUCTURALES

El diseño de las estructuras será tal que se busque la sencillez de construcción y por consiguiente la facilidad de transporte, montaje e inspección. Se evitarán las cavidades y depresiones en donde se pueda acumular el agua. En caso de que algunas no puedan ser evitadas, se proveerán orificios de drenaje apropiados.

En el diseño de las estructuras se debe adoptar preferiblemente un sistema completo de estructura en celosía con distribución geométrica de elementos igual en todas las caras.

En los casos en que se requieran diseños especiales como soportes para interruptores es posible la utilización de perfiles de alma llena, proporcionando la rigidez necesaria para el adecuado funcionamiento de los equipos.

Se deben evitar donde sea posible, las platinas de conexión, utilizando preferiblemente las conexiones directas. Cuando se requiera utilizar juntas se diseñarán platinas de conexión que produzcan uniones concéntricas.

El ángulo mínimo entre miembros que se intercepten debe ser de treinta grados (30°), salvo en casos especiales.

La determinación de los esfuerzos unitarios máximos permisibles a compresión, tensión, flexión, cortante y aplastamiento se deben basar en los numerales aplicables de la norma ASCE 10-15 "Design of latticed steel transmission strucutures” de la ASCE (American Society of Civil Engineers).




Para la definición de los elementos metálicos los límites de las relaciones de esbeltez serán los siguientes:

a. Para miembros principales sometidos a compresión: 150 b. Para otros miembros: 200 c. Para miembros redundantes sin esfuerzos calculados: 250 d. Para miembros sometidos sólo a tensión: 350

Los miembros a compresión compuestos de dos ángulos o canales espalda con espalda en contacto o separados por una distancia pequeña deben conectarse en tal forma que la máxima relación de esbeltez L/R de cada miembro entre conexiones no sea mayor de 40 o mayor del 60% de la relación de esbeltez del miembro como conjunto tomada con relación a su radio de giro mínimo.

En ningún caso, la relación entre el ancho nominal libre de la aleta y el espesor (b/t), debe exceder lo descrito en la norma ASCE 10-15.

Para la definición de los elementos estructurales se considerarán las siguientes dimensiones mínimas:

Espesores mínimos para los perfiles, platinas, tornillos y arandelas deben ser:

a. Miembros principales o secundarios con esfuerzos calculados: 4,8 mm b. Miembros secundarios redundantes sin esfuerzos calculados: 3,2 mm c. Tamaño mínimo de perfiles de aletas iguales: 38 x 38 x 3,2 mm d. Espesor mínimo para platinas de conexión: 4,8 mm e. Espesor mínimo de láminas para base de estructuras soporte de equipo:

12,7 mm f. Espesor mínimo de láminas para base de columnas de pórticos: 25,4 mm

Diámetro mínimo de tornillos:

a. Pernos que conecten elementos principales o secundarios con esfuerzos calculados: 15,9 mm

b. Pernos que conecten elementos secundarios redundantes sin esfuerzos calculados: 12,7 mm

Las arandelas deben ser fabricadas de conformidad con la norma ANSI B18.2.1

Los miembros redundantes se deben diseñar de acuerdo a lo indicado en el capítulo 3 de la ASCE 10-15.

Todas las partes metálicas de las estructuras deben ser conectadas preferiblemente por medio de tornillos, tuercas y arandelas que deben cumplir con la última versión de las normas ASTM A-394 y ASTM A-563.

Las tuercas y cabezas de los tornillos deben ser hexagonales. No se aceptarán conexiones con remaches y soldaduras, excepto en las estructuras donde con previa aprobación de los diseños se requiera conexiones soldadas para la unión de platinas extremas de los soportes de equipos, los accesorios metálicos para la fijación de los equipos y elementos rigidizantes.




Los miembros a compresión compuestos de dos ángulos o canales espalda con espalda deben conectarse en los extremos con dos tornillos como mínimo y deben disponerse por lo menos dos conexiones adicionales espaciados uniformemente en toda su longitud.

Los miembros con diagonales cruzadas se unirán en el punto de intersección por uno o más tornillos.

La superficie de presión será perpendicular al eje roscado. La cabeza del tornillo y la tuerca correspondiente tendrán las mismas dimensiones. Se debe asegurar en el detallado que la parte roscada del tornillo estará por fuera del plano de corte.

El tornillo tendrá una longitud tal que sobresalgan de la tuerca, después de colocada, al menos tres hilos de roscas ó 10mm el mayor de los dos.

Las conexiones y sus perforaciones estarán de acuerdo a los requerimientos de las últimas versiones de la norma del AISC en su publicación “Load and Resistance Factor Design”, y de la norma ASCE 10-15.

Para las conexiones se debe presentar las correspondientes tablas de torques.

Cada columna debe estar provista de una escalera de pernos que se extenderá en toda su altura en uno de sus montantes, pero se deben proveer perforaciones en dos montantes opuestos en diagonal. Las escaleras deben quedar del lado exterior del pórtico.

Los pernos de la escalera deben ajustarse a lo especificado en los numerales relativos a tornillos y arandelas, tuercas y contratuercas para uniones y conexiones y deben dimensionarse para soportar una carga de 150 daN en su extremo libre.

Todas las estructuras se deben fijar a la fundación por medio de pernos de anclaje, diseñados según la norma 10-15 de la ASCE o mediante el código ACI 318-05 Apéndice D “Anclaje al concreto”.

Los pernos de anclaje deben tener arandela en ambas caras de la placa de asiento, tuerca de nivelación y arandela de presión, tuerca y contratuerca, y su longitud roscada debe ser tal que permita la adecuada colocación de todos los elementos, incluida la platina de asiento de la estructura y una holgura de 50 mm para nivelación.

Las juntas soldadas deben diseñarse según las publicaciones de la AWS D.1 “Structural Welding Code Steel”, de tal forma que tengan la suficiente resistencia para soportar las cargas a las cuales estarán sometidas.

Las soldaduras a tope de juntas con penetración parcial no deben estar sujetas a flexión alrededor del eje longitudinal de la soldadura, si la tensión se produce en la raíz de la soldadura.

Los esfuerzos admisibles para el metal base y los esfuerzos admisibles en la sección de la soldadura deben ser los siguientes:




- Soldadura a tope y de filete: Resistencia a la tensión y compresión igual al metal base

- La capacidad de cizalladura debe ser la menor entre 0,4 Fy del metal base y 0,3 Fu del metal de soldadura.

Los máximos espesores de los cordones de soldadura a utilizar deben ser los siguientes:

- 1,6 mm menor que el espesor del elemento, para elementos menores que 6,4 mm de espesor

- El tamaño máximo de soldadura que se puede colocar en un solo paso es de 8 mm

6.6 MATERIALES

Las estructuras metálicas deben fabricarse con aceros de resistencia normal o de alta resistencia de acuerdo con las fuerzas axiales resultantes en los miembros de las estructuras, provenientes de las hipótesis de carga y el aprovechamiento más económico de material.

La composición química y propiedades físicas y mecánicas de los materiales empleados en la fabricación de todas las estructuras metálicas de pórticos, soportes de equipos y cubiertas compuestas por elementos de lámina delgada formados en frío, deben cumplir con las siguientes especificaciones:

a. El acero de resistencia normal debe estar como mínimo en concordancia con la Publicación ASTM A-36.

b. El acero de alta resistencia debe cumplir con las características mecánicas y químicas especificadas en las siguientes publicaciones.

- ASTM A-572 Grado 50

- ASTM A-242 para acero de alta resistencia, baja aleación y resistente a la corrosión atmosférica

- ASTM A-441 para acero de alta resistencia y baja aleación

c. Los tornillos y tuercas deben cumplir como mínimo con lo especificado en las Publicaciones ASTM A-394 y ASTM A-563.

d. Los pernos de anclaje deben cumplir con las Publicaciones ASTM F1554.

e. Los electrodos a utilizar para soldaduras de acero de alta resistencia deben ser E70XX y para acero A36 deben ser E60XX o sus equivalentes en procesos no manuales.

Para cada uno de los aceros suministrados deben entregarse informes certificados de las pruebas de fábrica, los métodos de prueba y el análisis de la




colada (laddle analysis). Las pruebas mecánicas deben realizarse conforme a la Publicación ASTM A-370.

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