bases y criterios de diseño vopak.docx

Inspectores e Ingenieros Consultores de Falcón, C.A.PROYECTO:

ESTUDIO E INGENIERIA DE DETALLE PARA LA REHABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA SOPORTE DE LA CINTA TRANSPORTADORA DEL TERMINAL DE VOPAK VENEZUELA.

Nº Documento:

DOC-XXXX-XX-XX-XX-X-XXX-XXXRev. A

Fecha

Octubre 2015

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA 1 de 14

BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO CIVILES

“ESTUDIO E INGENIERIA DE DETALLE PARA LA REHABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA SOPORTE DE LA CINTA TRANSPORTADORA DEL TERMINAL

DE VOPAK VENEZUELA”

Elaborado por:

INSPFALCA

Revisado/Aprobado por

INSPFALCA

Aprobado por

VOPAK

Nombre: F. GUTIERREZ J.COVA / O.LUGO

Firma:

Fecha: Octubre 2015 Octubre 2015 Octubre 2015



Nº Documento:

DOC-XXXX-XX-XX-XX-X-XXX-XXXREV. A

Fecha

Octubre2015


1. INTRUDUCCIÓN

La empresa VOPAK Venezuela, S.A. presta servicios de recibo, manejo y despacho deproductos

secos en tambores o granel, para lo cual cuenta con un sistematransportador desde el muelle

hasta los silos de almacenamiento y empaqueconformado por una cinta transportadora mecánica,

soportada a su vez por un conjuntode pórticos de estructura metálica.

Actualmente, el sistema estructural presenta, en su gran mayoría, un estado dedeterioro por

exposición al ambiente marino el cual es sumamente agresivo y a causa del contacto con algunos

de losmateriales secos que sobre ella son transportadas.

El proyecto “ESTUDIO E INGENIERIA DE DETALLE PARA LA REHABILITACIÓN DE LA

ESTRUCTURA SOPORTE DE LA CINTA TRANSPORTADORA DEL TERMINAL DE VOPAK

VENEZUELA” contempla una Ingenieria de detalle para la revisión estructural y cálculo para la

rehabilitación de la estructura de soporte de la Cinta transportadora de Secos de la Terminal de

VOPAK Venezuela, S.A., con la finalidad de aumentar la capacidad de soporte y mejorar el buen

funcionamiento estructural de los pórticos.

2. PROPÓSITO

Presentar las Base y Criterios de Diseño a utilizar para “ESTUDIO E INGENIERIA DE DETALLE

PARA LA REHABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA SOPORTE DE LA CINTA

TRANSPORTADORA DEL TERMINAL DE VOPAK VENEZUELA”

3. ALCANCE

- Levantamiento Topografico.

- Modelado de parte de la estructura comprometida para analizar su comportamiento con Sap

2000.

- Analisis de los Resultados de la corrida en el Sap 2000.

- Informe con Recomendaciones sobre la estructura existente según los resultados obtenidos

con el análisis optenidos con el SAP 2000.



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


4. UBICACIÓN DEL PROYECTO

El “ESTUDIO E INGENIERIA DE DETALLE PARA LA REHABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA

SOPORTE DE LA CINTA TRANSPORTADORA DEL TERMINAL DE VOPAK VENEZUELA”se

encuentra ubicado en la planta VOPAK Venezuela S.A. la cual está ubicada frente a la

Urbanización La Belisa,vía CADAFE, Punto de referencia Avenida Salóm, Puerto Cabello, Estado

Carabobo.

CONDICIONES AMBIENTALES

VIENTO

Velocidad Promedio (km/h) 30

Dirección Predominante del Viento N-E

ELEVACIÓN

Elevación sobre el nivel del mar (m) 2-10

TEMPERATURA (ºC) (1)

Máxima 30

Promedio 27

Mínima 23

HUMEDAD RELATIVA

Humedad Promedio Mensual (%) 50

PRECIPITACIÓN

Máxima Anual Registrada (mm) 900

Mínima Anual Registrada (mm) 450

ZONA SÍSMICA

Zona Sísmica Zona 5(1) Fuente: Instituto Nacional de Estadística (www.ine.gov.ve/Fnaturales/aspectonaturales.asp).

5. NORMATIVA APLICABLE

http://www.ine.gov.ve/Fnaturales/aspectonaturales.asp



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Las normas y códigos utilizados para la realización de la ingeniería detallada del proyecto son:Petróleos de Venezuela, S.A. (PDVSA).

A-211 Concreto – Materiales y Construcción

A-261 Criterios y Acciones Mínimas para el Diseño de Estructuras Industriales

JA-221 Diseño Sismorresistente de Instalaciones Industriales

JA-222 Diseño Sismorresistente de Recipientes y Estructuras

JA-251 Estructura de Concreto Reforzado – Diseño

JB-251 Diseño de Estructuras de Acero

L-STC-001 Concrete DesingProcedure

O-201 Selección y Especificaciones de Aplicación de Sistemas Anticorrosivos de Pinturas

0602.1.585 Diseño de Pórticos para Soportes de Tuberías

90615.1.001 Fundaciones sobre Pilotes

90615.1.009 Fundaciones para Pórticos Soportes de Tuberías

90615.1.012 Cargas de Viento sobre Recipientes Verticales, Chimeneas y Torres

90615.1.013 Cargas Sísmicas sobre Recipientes Verticales, Chimeneas y Torres.

Fondo para la Normalización y Certificación de la Calidad. (FONDONORMA).

1753-06 Proyecto y Construcción de Obras en Concreto Estructural



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN)

1618–98 Estructuras de Acero para Edificaciones. Método de los Estados Límites. (1ra Revisión)

2002-88 Criterios y Acciones Mínimas para el Proyecto de Edificaciones

1756-1:2001 Edificaciones Sismorresistentes. Parte 1

1756-2:2001 Edificaciones Sismorresistentes. Parte 2

2003-89 Acciones del Viento sobre las Construcciones

2000-2:1999 Sector Construcción. Mediciones y Codificación de Partidas para Estudios, Proyectos y Construcción. Parte 2: Edificaciones. Suplemento de la Norma Covenin-Mindur 2000/II.A-92 (Provisional)

2245-90 Escaleras, Rampas y Pasarelas. Requisitos de Seguridad

Otras Referencias

ACI 318-05 Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural y Comentario

AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. 2007. 4th Edition

AISC American Institute of Steel Construction

AWS American WeldingSociety

ASTM American Society for Testing and Materials.

SSPC SocietyforProtectiveCoatings

6. MATERIALES



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Todos los materiales a utilizar deberán cumplir con los requerimientos indicados en el código ASTM y deberán ser nuevos. Deberá indicarse en los planos la calidad y características de los materiales a utilizar.En cuanto a los materiales distintos a los enumerados, se podrán usar materiales disponibles localmente, siempre que éstos sean adecuados para el uso específico en calidad y en cantidad, según lo establecido seguidamente.

Concreto

Cemento: Pórtland Tipo I, según ASTM C150 y/o COVENIN 28

Infraestructura: Resist. a los 28 días f’c= 250 Kg/cm2

Superestructura: Resist. a los 28 días f’c= 250 Kg/cm2

Concreto Pobre p/asiento de Fund:

Resist. a los 28 días f’c= 180 Kg/cm2

Piso, tanquillas, canales: Resist. a los 28 días f’c= 210 Kg/cm2

Acero de refuerzo

La calidad del acero de refuerzo (cabillas) deberá cumplir con las normas ASTM A615 Grado 60 ó COVENIN 316. La resistencia cedente del acero de refuerzo (Fy) será de 4200 Kg/cm2.El recubrimiento del acero de refuerzo no será menor de lo indicado en la norma COVENIN 1753-06.Las mallas electrosoldadas, de requerirse, deberán cumplir con lo especificado en la norma COVENIN 1022 y su esfuerzo de fluencia (Fy) será de 5000 Kg/cm2.

Acero Estructural

Perfiles Estructurales y Planchas: ASTM A36/PS25 Fy = 2530 Kg/cm2

Perfiles Tubulares: API-5L Gr. B / ASTM A53 Fy = 2460 Kg/cm2

Perfiles Tubulares: ASTM A500 Gr. C Fy = 3515 Kg/cm2

Perfiles Nacionales: AE-25 Fy = 2500 Kg/cm2



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Pernos

Pernos de conexiones

Los pernos estructurales deberán ser de alta resistencia de acuerdo las especificaciones ASTM A325, Tipo I. A menos que se indique lo contrario en los planos o documentos, el diámetro mínimo de los pernos será de 5/8”. Los pernos comunes para uso en escaleras, barandas, postes y otros elementos no estructurales podrán ser de baja resistencia y seguir las especificaciones ASTM A307.Todos los pernos deberán ser galvanizados según la Norma ASTM A153, en caso de estructuras galvanizadas.Las uniones con pernos se diseñarán por aplastamiento con la rosca incluida en el plano de corte.Para los pernos con especificación ASTM A325, los esfuerzos máximos permisibles son: Tensión Ft = 3090 Kg/cm2 y Corte Fv = 1480 Kg/cm2

Pernos de anclaje

Los pernos de anclaje deberán seguir las especificaciones de calidad ASTM A307 y serán de diámetro mínimo 5/8”. Todos los pernos deberán ser galvanizados según la Norma ASTM A153.Para pernos de anclajes con especificaciones ASTM A307, los esfuerzos máximos permisibles son: Tensión Ft=1410 Kg/cm2 y Corte Fv = 703 Kg/cm2.

Soldaduras

Las soldaduras se efectuarán con arco manual o con arco sumergido conforme a la Norma AWS D1.1 y se utilizará electrodo E70XX.

Escaleras y Grating

El sistema de piso para plataformas y/o pasarelas será de rejillas electrosoldadas galvanizadas (grating), las cuales tendrán las siguientes características: Pletinas de 1” de alto por 3/16” de espesor (1” x 3/16”) con cabillas de 5 mm de diámetro espaciadas cada 2”. Deberán ser galvanizadas en caliente y antirresbalante.Las escaleras y barandas deberán cumplir con la norma COVENIN 2245-85.

Pintura

Todas las superficies de acero, exceptuando las galvanizadas en caliente, deberán ser pintadas con pintura anticorrosiva de acuerdo a las especificaciones de PDVSA O-201 “Selección y Especificaciones de Aplicación de Sistemas Anticorrosivos de Pinturas”.



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Agregados

Los agregados deberán cumplir con las Normas COVENIN 277 y/o ASTM C33

Agregado Fino

El agregado fino deberá ser ensayado para impurezas orgánicas según COVENIN 256:1977 “Método para determinar las impurezas orgánicas en la arena para concreto”. El agregado fino indicará un color no más oscuro que el patrón de referencia.

Agregado Grueso

El tamaño máximo del agregado deberá seleccionarse atendiendo a lo indicado en el capítulo “MATERIALES” de la Norma COVENIN 1753-06.

Agua

El agua que se utilice, tanto en la mezcla como en el curado, deberá estar libre de toda sustancia que afecte la reacción de hidratación del cemento Portland y no producirá depósitos que den mal aspecto a las superficies. El agua deberá estar libre de aceites, materias orgánicas, ácidos, cloruros, sales, materias químicas y otras impurezas que puedan reducir la resistencia, durabilidad y otras cualidades del concreto y del acero de refuerzo.No se permitirá el uso de agua, cuya temperatura supere los 40 grados centígrados.

Aditivos

Cuando se indique el uso de aditivos, éstos deberán incorporarse a la mezcla de concreto en la cantidad especificada, y de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Además, deberán cumplir con los requerimientos de las normas COVENIN 356 y 357 y ASTM C494.En caso de aditivos incorporadores de aire deberán cumplir con ASTM C260.

7. CARGAS DE DISEÑO

Cargas Permanentes o Muertas (CP)

Peso Propio de las Estructuras

La carga muerta proveniente de las estructuras, será la sumatoria de los pesos propios de todos los materiales que la componen.



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Fecha

Octubre2015


Peso específico del Acero: 7850 Kg/m3

Peso específico del Concreto: 2400Kg/m3

Peso de los Equipos

La carga muerta de equipos, sin incluir tuberías externas, producida por el peso de equipos tales como recipientes y bombas se definirá para cada condición de carga como sigue:

Peso muerto del equipo vacío o en montaje

El peso muerto del equipo vacío será el peso del equipo excluyendo el peso de las partes internas y externas no conectadas al equipo antes del montaje.

Peso muerto del equipo en operación

El peso muerto del equipo en operación será el peso del equipo completamente ensamblado incluyendo el aislamiento y el fluido contenido en él, pero excluyendo las tuberías y estructuras exteriores conectadas al equipo, si fueron anteriormente consideradas.

Peso muerto del equipo en prueba

El peso muerto del equipo en prueba será la carga muerta del equipo en operación, pero excluyendo el aislamiento tanto interno como externo y el líquido en operación, así como también cualquier parte susceptible a daños por inmersión en agua. Se considerarán llenos de agua tanto el equipo como las tuberías asociadas a él en la prueba.

Peso de las Tuberías

La carga permanente de las tuberías será aquella resultante de la suma del peso de todos los materiales que forman parte permanente del sistema de tuberías, incluyendo el peso del líquido contenido en condiciones normales de operación.

Cargas Permanentes

Cualquier otra carga permanente especificada en la norma COVENIN 2002 “Criterios y Acciones Mínimas para el Proyecto de Edificaciones”, que aplique según el alcance de los trabajos a realizarse.

Cargas Variables (CV)

Las cargas vivas deberán ser como mínimo las especificadas a continuación, o según se indique en la norma PDVSA A-261 y/o COVENIN 2002.



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Plataformas de operación: 500 Kg/m2

Plataformas para acceso de personal y pasarelas:

250 Kg/m2

Pasamanos y barandas: 50 Kg/m

Escaleras: 365/500 Kg/m2

Techos livianos (con peso menor de 50 Kgf/m²)

40 kgf/m²

Techos con peso propio igual o mayor de 50 Kgf/m²

Pendiente igual o menor del 15 % 100 Kgf/m²

Pendiente mayor del 15 % 50 Kgf/m²

Empujes variables de tierras, materiales granulares y líquidos se tomarán en cuenta en el proyecto de acuerdo a los métodos expuestos en el Capítulo 7 de la norma COVENIN 2002.

Las cargas variables por impacto originadas sobre la estructura según el capítulo 5.4 de la norma COVENIN 2002.

Carga por Fricción (Tf)

Aquí se consideran las cargas producidas por la expansión térmica de las tuberías o equipos, y que resulta una fuerza de fricción entre la tubería y el soporte de la misma. La carga por fricción deberá ser tomada como carga de operación al mismo tiempo que se toma como carga aplicada al soporte de la tubería y la cual podrá obtenerse de acuerdo a:Tf = (Carga gravitacional de la tubería o equipo) x (coeficiente de fricción).Coeficientes de fricción entre superficies:

Contacto acero con acero: 0,30

Contacto Acero Inoxidable a PTFE (Teflón):

0,40

Contacto PTFE a PTFE (Teflón): 0,08



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Fecha

Octubre2015


Contacto Grafito a Grafito: 0,15

La carga por fricción se tomará actuando, en dirección paralela, a la dirección de la tubería.

Cargas de Viento (W)

Las cargas de viento para estructuras serán basadas en los criterios de diseño de la Norma COVENIN 2003-89. Los parámetros a considerar para el cálculo de la carga de vientos son:

Velocidad básica del viento: V= 70 Km/h

Clasificación según el uso: Grupo A

Categoría de exposición: Tipo III

Factor de Importancia eólica: 1.15

Cargas Sísmicas (S)

La carga sísmica para estructuras se basará en los criterios definidos en la Norma PDVSA JA-221 / JA-222 y COVENIN 1756-1:2001 últimas revisiones, con los siguientes parámetros: Edificaciones

Zona Sísmica: Zona 5

Coeficiente de Aceleración Horizontal (Ao):

0,3

Perfil del Suelo: S3

Clasificación según el uso: A

Factor de Importancia : C

Nivel de diseño: 3



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Tipo de Estructura: Tipo I

8. Combinación de Cargas

Las combinaciones de carga que usualmente deberán investigarse son las establecidas por los Códigos y Normas vigentes, pero pueden ser alteradas para considerar situaciones especiales de acuerdo con el buen juicio del Ingeniero.Todas las fundaciones de equipos, todas las estructuras y sus fundaciones, y todos aquellos elementos estructurales, deberán ser diseñados para la condición más desfavorable de acuerdo con las siguientes combinaciones de cargas:Para el análisis y diseño de los elementos estructurales de concreto por los esfuerzos últimos LRDF y ACI, se tomará en consideración la combinación de carga mayoradas según norma COVENIN 1753-06, capítulo 9, tabla 9.3, que se indica a continuación:

1,4 (CP + CF)

1,2 (CP +CF + CT) + 1,6 (CV + CE)

1,2 CP + CV ± 0,8 W

1,2 CP ± 1,6 W + CV

1,2 CP + CV ± S

0,9 CP ± 1,6 W

0,9 CP ± S

0,9 CP ± 1,6 CE

Para el análisis y diseño de los elementos estructurales metálicos por los esfuerzos últimos LRDF, se tomará en consideración la combinación de carga que se indica a continuación:

1.4 CP

1.2 CP + 1.6 CV

1.2 CP + 0.5CV + 1.3W

0.9 CP ± 1.3 W

1.2 CP + 0.5CV ± S

0.9 CP ± S



Nº Documento:


Fecha

Octubre2015


Para evaluar las deformaciones de la estructura y el diseño de las fundaciones, se utilizaran las siguientes combinaciones de carga de servicio:

CP + CV

0,75 CP + 0,75 CV + 0,75 W

0,75 CP ± 0,75 W

0,75 CP + 0,75 CV ± 0,75 S

0,75 CP ± 0,75 S

0,9 CP ± S

1,1 CP + CV ± S

Donde:CP = Efectos de las cargas permanentes o muertasCV = Efectos de las cargas vivasS = Efectos de la fuerza sísmica en X, Y y ZW = Efectos del viento en X y YCF = Efectos de las cargas por fluidosCE = Efectos de las cargas de empuje de tierrasCT = Efectos de las cargas de temperaturas

9. DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL

Se deberá tomar en cuenta ciertas premisas básicas en el dimensionamiento de los elementos estructurales, tales como:

La deflexión máxima para vigas de carga será de L/360.

El desplazamiento lateral máximo que se le permitirá a la estructura bajo cargas de diseño será de H/400.

La relación de esbeltez para elementos secundarios y arriostramientostraccionados será de K/r <300.

La relación de esbeltez para elementos principales traccionados será de K/r<240.

En lo posible se recomienda no usar esbeltez mayor de 100 para elementos principales comprimidos, en todo caso quedará a juicio del ingeniero.

Los pernos de anclaje y estructurales serán de un diámetro mínimo de 5/8”.

Las cargas a considerar para el diseño de las estructuras metálicas son las provenientes al peso propio de la estructura y equipos (CP), carga variable (CV), viento (W) y sismo (S).



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Fecha

Octubre2015


Las tuercas de pernos de anclaje para los equipos, sujetos a vibraciones, serán fijadas por soldadura a la placa base y la arandela.

bases y criterios de diseño vopak.docx

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