Cimentaciones para equipo estático

La Introducción

1. Tipos de Cimentación
2. Criterio de Diseño
3. Los métodos de Diseño
4. Consideraciones de Construcción

Reportado por : ACI -Comité 351

Las palabras claves: el anclaje (estructural); los tornillos del ancla: el hormigón; el equipo; los formas; forma de trabajo (la construcción): la carga de las Cimentaciones; las Cimentaciones s; la lechada; la lechada: los pedestales; las cargas del montón; el refuerzo; la presión de la tierra: la preparación de la subsuperficie; las tolerancias (las mecánicas).

CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN

1.1.- LA HISTORIA

Se usan Cimentaciones para el equipo estático a lo largo del mundo en el proceso industrial y los medios industriales. Muchos ingenieros con las diferentes raíces están comprometidos en el análisis, proyecto, y construcción de estas Cimentaciones. Bastante a menudo ellos realizan su trabajo con muy poca guía de códigos de construcción, normas nacionales, las características técnicas de dueño, u otra información publicada. Debido a esta falta de normas del acuerdo general, la mayoría de los ingenieros confía en diseñar juicio y experiencia. Sin embargo, algunas empresas de la ingeniería e individuos han desarrollado sus propias normas y especificaciones como resultado de la investigación y actividades de desarrollo, estudios del campo, o muchos años de ingeniería exitosa o práctica de la construcción. Las empresas con las tales normas normalmente se sienten que su información es algo única y, por consiguiente, es bastante renuente distribuirlo fuera de su organización, permita exclusivamente su publicación. Así, sin la distribución abierta, revisión, y discusión, estas normas representan las prácticas sólo aisladas. Sólo compartiendo abiertamente y discutiendo esta información permitiría un acuerdo general verdaderamente significante en diseñar y los requisitos de la construcción para las Cimentaciones de equipo estático sean desarrollados. Por esta razón, el comité ha desarrollado un documento de discusión que representa esta innovador de diseño y construcción de Cimentaciones de equipo estático.

Este documento innovador se refiere para estado-de-la-practicar y abarca las varias ingenierías y metodología de la construcción en el uso actual.

1.2.- EL PROPÓSITO

El Comité presenta, normalmente sin la preferencia, varios criterios del diseño, y métodos y de procedimiento de análisis, diseño, y construcción que se aplican actualmente a las Cimentaciones de equipo estático por los practicantes de industria. El propósito de este informe es presentar estos varios métodos y así sacar a discusión crítica de la industria. No se piensa que este informe es una práctica recomendada, sino un documento que animará la discusión y comparación de ideas.

1.3.- EL ALCANCE

Este informe está limitado en el alcance a la ingeniería y construcción de Cimentaciones de equipo estáticos.

El término "equipo estático" como usado aquí dentro se refiere a equipo industrial que no contiene partes de mudanza o que sus características operacionales son esencialmente estáticas en la naturaleza. Perfilado y discutió aquí dentro, es los varios aspectos del análisis, proyecto, y construcción de Cimentaciones para el equipo como los vasos verticales, pilas, vasos horizontales, permutadotes de calor, vasos esféricos, herramientas de la máquina, y el equipo eléctrico como los transformadores.

Excluido de este informe es las Cimentaciones para la maquinaria como los generadores de la turbina, bombas, sopladores, compresores, y prensas que tienen características operacionales que son esencialmente dinámicas en la naturaleza. También excluido, es las Cimentaciones para los vasos y tanques cuyas bases descansen directamente en la tierra, por ejemplo, los clarificadores, silos de hormigón, y los tanques del Instituto de Petróleo americano (el API). También se excluyen Cimentaciones para los edificios y otras estructuras que contienen el equipo estático.

Los aspectos ingeñeriles geotécnicos de diseño y aspectos del análisis, el diseño de Cimentaciones de equipo estático discutidos aquí dentro son limitados a consideraciones generales. El informe está esencialmente interesado con el análisis estructural, diseño y construcción de Cimentaciones de equipo estático.

CAPÍTULO 2- LOS TIPOS DE CIMENTACIONES

2.1.- CONSIDERACIONES GENERALES

El tipo y configuración de una Cimentaciones para el equipo pueden ser dependientes en los factores siguientes:

1. El equipo la configuración baja como patas, sillas de montar, base sólida, parrilla, o las locaciones de apoyos múltiples.

2. Cargas anticipadas como el peso del equipo estático, y las cargas desarrolladas durante el izado, funcionamiento, y mantenimiento.

3. Los requisitos Operacionales y del proceso como la accesibilidad, constreñimientos del pago, efectos de la temperatura, y desagüe.

4. Requisitos de izado y de mantenimiento como limitaciones o constreñimientos impuestos por construcción o equipo de mantenimiento, procedimientos, o técnicas.

5. Condiciones del sitio como las características de la tierra, topografía, sismicidad, clima, y otros efectos medioambientales.

6. Los factores económicos como el costo del capital, útil o de de vida anticipada, y reemplazo o costo de la reparación.

7. Códigos Reguladores o de construcción aprovisiona como las tapas de pilas atadas en las zonas sísmicas.

8. Consideraciones de construcción.

9. Los requisitos medioambientales como contención secundaria o los requisitos de recubrimiento de Hormigones especiales.

2.2 LAS CIMENTACIONES TÍPICAS

2.2.1 VASOS VERTICALES Y CIMENTACIONES DE LA PILA - Para los vasos verticales altos y pilas, el tamaño de la Cimentaciones exigido para resistir la carga de gravedad y viento lateral o las fuerzas sísmicas normalmente son mucho más grandes que la base de apoyo del vaso.

De acuerdo con esto, el vaso se fija a menudo a un pedestal con las dimensiones suficientes para acomodar los tornillos de ancla y los pernos bajos. Operación, mantenimiento, u otros requisitos pueden dictar un pedestal más grande. El pedestal puede apoyarse entonces en Cimentaciones del cobertor más grandes, esteras, o cabezas de pila.

Para los vasos verticales relativamente cortos y estacas con las bases grandes, cargas verticales ligeras, y los momentos volcandores pequeños, la Cimentaciones puede consistir solamente en apoyos de tierra solamente.

Los pedestales individuales pueden ser redondos, el cuadrados, hexagonales u octágono. Si el vaso tiene una base redonda; un redondo, cuadrado, o el pedestal octagonal es generalmente se proporciona. Los pedestales redondos pueden crear dificultades de construcción formando a menos que normas prefabricadas estándar estén disponibles. Los pedestales cuadrados facilitan el encofrado, pero puede contener mucho más material que se requiere por el análisis. Los pedestales octágono son un compromiso entre el cuadrado y redondo; de este tipo de pedestal se usa ampliamente apoyando vasos verticales y pilas con las bases redondas (vea Fig. 2.2.1).

2.2.2.- VASOS HORIZONTALES Y CIMENTACIONES INTERCAMBIADORAS DE CALOR - Se apoyan equipos horizontales como los permutadores de calor y reactores de varios tipos típicamente en pedestales que descansan en los Cimentaciones aisladas, Cimentaciones corridas, pilotes, o pilotes taladrados. Los requisitos de elevación de tuberías a menudo dictan que estos vasos estén varios pies sobre su grado. Por consiguiente, el pedestal es los la cimentación lógica.

La configuración de pedestales varía con el tipo de sillas de montar en los vasos, y con la magnitud y dirección de fuerzas para ser resistidos. Los platos de la diapositiva también son usados par a reducir la magnitud de fuerzas horizontales termales entre los pedestales de equipo. El pedestal más común es un tipo de pared prismática. Sin embargo, la forma tipo T (estribó) pueden requerirse los pedestales si las fuerzas horizontales son muy altas (vea Fig. 2.2.2).

2.2.3 CIMENTACIONES DEL VASO ESFÉRICAS - a veces se construyen los vasos esféricos grandes con una falda y el anillo bajo, pero más a menudo tienen las patas-apoyadas. Para los vasos esféricos de patas-apoyadas, las Cimentaciones consisten típicamente en pedestales bajo las patas que descansan en los Cimentaciones del cobertor individuales, una estera continua, o un anillo anular octágono, hexagonal o redondo. Las preocupaciones sobre el arreglo diferencial entre las patas y las cargas del sismo laterales grandes normalmente dictan un sistema de la Cimentaciones continuo. Para economizar en los materiales de la Cimentaciones, unas Cimentaciones de tipo de anillo anular se utilizan a menudo (vea Fig. 2.2.3).

2.2.4 CIMENTACIONES DE HERRAMIENTAS MECÁNICAS - el equipo de Maquinaria Mecánica se apoya típicamente sobre Cimentaciones de estera. Éstos pueden ser de tierra compactada o con pilotes dependiendo en la capacidad de compactación de la tierra y las limitaciones de consolidación de la maquinaria (vea Fig. 2.2.4). Donde una herramienta Mecánica produce las cargas de impacto, generalmente se aísla de la estera vecina para minimizar transmisión de vibración a otro equipo.

2.2.5 EQUIPO ELÉCTRICO Y CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS DE APOYO - El equipo eléctrico consiste típicamente en transformadores, los cortacircuitos de poder, revestiduras del interruptor, los centros del mando de motor. Las estructuras de apoyo consisten en “buses”, trampas de línea, interruptores, y corta-rayos.

Las Cimentaciones para el equipo eléctrico, como los transformadores, cortacircuitos de poder, y otros equipos de energía masivos, se diseñan típicamente para (1) las cargas muertas, (2) las cargas sísmicas, (3) la carga viva, y (4) las cargas de operación. Estas Cimentaciones son típicamente en gradas aisladas, o gradas con pilotes. El anclaje se proporciona por los tornillos del ancla o soldando el equipo base los rellenos.

Las Cimentaciones de estructuras de apoyo para los buses eléctricos tiesos, switchtands, trampas de la línea, y corta pico, son diseñadas para acomodar las cargas operacionales, las cargas del viento, cargas de corto circuito, y las cargas sísmicas. Estas cargas son normalmente más pequeñas que aquéllas de estructuras de transmisión de carga; por consiguiente, Cimentaciones de pilotes enroscaos son comúnmente usadas. Si las condiciones de compactación de la tierra son desfavorables, las cimentaciones corridas o pilotaje es lo más común.

Se diseñan estructuras de apoyo para los conductores eléctricos cargados, como las torres de la transmisión, polos, estructuras eléctricas de soporte final, y los apoyos del buses flexibles, para las cargas de tensión de los conductores junto a hielo y cargas del viento.

Pilas taladradas normalmente se usan para apoyar este tipo de estructura. Cimentaciones corridas son también utilizadas cuando el suelo lo requiere.

CAPÍTULO 3 DISEÑO DEL CRITERIO

Criterio usado para el diseño de Cimentaciones de equipo estático varía considerablemente entre sus practicantes. Puede haber varias razones para esta variabilidad. La mayoría de Cimentaciones de equipo se diseñan por o para organizaciones grandes que pueden incluir utilidades y agencias del gobierno. Muchas de estas organizaciones, con su especialización interna, han desarrollado sus propias prácticas de la ingeniería, incluso el criterio de Diseño. Muchas organizaciones, después de invertir los recursos considerables en el desarrollo, consideran de su propiedad esta información. Ellos no encuentran ningún incentivo para compartir su experiencia e investigar con otros. Por estas razones, hay información publicada limitada sobre el criterio usado para el diseño de los tipos de Cimentaciones de equipo estático cubierto por este informe.

3.1.- LA CARGAS

La mayoría de los practicantes intenta usar las cargas comunes definidas por los códigos del edificio locales primero, o por ACI 318. Sin embargo, muchos ingenieros tienen la dificultad clasificando el número grande de cargas diferentes dadas por norma como la "carga muerta" y las categorías de "carga viva." Hay una necesidad de definir categorías adicionales de cargas y combinaciones de carga con los factores de carga apropiados por consiguiente.

3.1.1 CARGAS

3.1.1.1 CARGAS MUERTAS - las cargas Muertas invariablemente consisten en el peso del equipo, las plataformas, el conducto, ignifugando, el revestimiento, ductos, y otras ataduras permanentes. Algunos ingenieros también designan los volúmenes que opera (el material líquido, granular, etc.), del equipo como las cargas muertas. Sin embargo, tal combinación es inoportuna cuando considerado las posibles combinaciones de cargas que pueden actuar concurrentemente, y al asignar los factores de carga. Los equipos pueden estar a menudo vacíos, y todavía está sujeto a las varias otras cargas. Así, una distinción entre cargas muertas y generalmente se mantienen las cargas que opera.

3.1.1.2.- CARGAS VIVAS - las cargas Vivas consisten en la carga de gravedad producida por el personal, equipo móvil, herramientas, y otros artículos que pueden ponerse en el pedazo principal de equipo, pero no se ata permanentemente a él. Las cargas vivas también normalmente incluyen las cargas alzadas de grúas del foque pequeñas, pescantes, o ganchos que se atan al pedazo principal de equipo, o directamente a la Cimentaciones .

Las cargas vivas, como descrito anteriormente, normalmente no funcionaran durante el funcionamiento del equipo. Típicamente, cargas así sólo estará presente durante el mantenimiento y períodos del cierre. La mayoría de los practicantes no considera cargas que opera, como el peso de los volúmenes durante el funcionamiento normal, para ser las cargas vivas.

3.1.1.3 CARGAS QUE OPERA - Las cargas que opera incluyen el peso de los volúmenes de equipo durante las condiciones que opera normales. Éstos son volúmenes que no se atan permanentemente al equipo. Tales volúmenes pueden incluir los líquidos, sólidos granulares o suspendidos, material del catalizador, u otros productos temporalmente apoyados o materiales que se procesan por el equipo. La carga que opera puede incluir los efectos de movimiento de los volúmenes o los que puede transferir, como las cargas de ola de fluido en algunos tipos de equipo del proceso. Sin embargo, estas últimas cargas a veces se tratan separadamente y requieren los factores de carga diferentes.

Las cargas que opera también normalmente incluyen fuerzas causadas por la expansión termal (o reducción) del propio equipo, o de su conducto conectando. Un ejemplo del primer tipo sería un vaso horizontal o permutador de calor con dos sillas de montar, cada uno apoyó en un Cimentaciones separado. El cambio de temperatura del equipo puede producir los empujones horizontales a las cimas de los malecones de apoyo. El cambio de temperatura de que une agudo puede producir para seis reacciones del componente a las pestañas que une (tres fuerzas y tres momentos). Para las fuerzas agudas, tales grandes el proyecto de la Cimentaciones puede afectar significativamente.

3.1.1.4 CARGAS DEL VIENTO - Al diseñar Cimentaciones de equipo al aire libre construida en un área bajo la jurisdicción de un código de edificación local, la mayoría de los ingenieros usará las provisiones pertinentes en ese código por determinar el viento carga en el equipo. La mayoría de los códigos, como las ediciones más viejas del Código del Edificio Uniforme (UBC), como las ediciones más viejas del Código del Edificio Uniforme (UBC 79) especifique las presiones del viento según el área geográfica, la altura sobre la grada, y geometría de equipo. No se reconocen características dinámicas de la estructura o equipo, ni es específicamente cualquier tipo de estructuras o equipo excluido de la consideración. Los procedimientos usados son simples aunque, como la mayoría de los ingenieros crea, ellos están algo crudos en su representación del efecto real de viento.

Algunos practicantes, particularmente cuando se diseña las Cimentaciones de equipo fuera de la jurisdicción de códigos del edificación locales, use el más reciente y supuestamente las provisiones de carga de viento más racionales contuvieron en ASCE Standard 7 (anteriormente ANSI A58.1). Sin embargo, estas provisiones tienen la reputación de ser significativamente más complejo que aquéllos en más códigos del edificio.

El ASCE 7 La relación de presión de viento puede, en general, se represente por lo siguiente dos ecuaciones:

qz= la presión de velocidad a la altura z

v= la velocidad del viento básica (la mph)

i= el factor de importancia

Kz= la altura y coeficiente de la exposición

Pz= la presión del proyecto a la altura z (el psf)

G= el factor de la ráfaga

C= el coeficiente de presión o arrastra

La reputación de complejidad y no tener viento del ASCE 7 provisiones del viento están injustificados al diseñar el equipo rígido, como la falda de vasos verticales grandes, tanques horizontales, permutadores de calor, herramientas de la máquina, y el equipo eléctrico. Para estos tipos rígidos de equipo, el ASCE 7 aprovisiona que el viento requieren a sólo una selección de una velocidad del viento básica, un "factor de importancia" que ajusta la velocidad del viento básica para el intervalo de la repetición media y determinación de una "presión de velocidad." Esta última cantidad es una función de ambos "exposición" (la topografía) y altura sobre la grada. Las presiones de viento de proyecto son entonces determinadas multiplicando la presión de velocidad por un "factor de la ráfaga" y una presión (o arrastre). El factor de la ráfaga ajusta la presión de velocidad media a un valor máximo por la exposición dada y altura. La presión o coeficientes de arrastre reflejan la geometría y afluente el área expuesta del artículo a investigándose, y su pariente de la orientación al flujo del viento.

Al diseñar torres flexibles altas, los vasos verticales y pilas, y sus Cimentaciones, el ingeniero se enfrenta con un problema al usar el ASCE 7 provisiones de carga de viento. Este problema ocurre en el párrafo introductorio del ASCE 7 provisiones de carga de viento con que excluyen de las "estructuras de consideración. . . características estructurales que los harían susceptible a las oscilaciones viento-entusiasmadas. Las torres del proceso flexibles altas, pilas, y chimeneas son de hecho susceptibles a las oscilaciones viento-entusiasmadas. Ambos la discusión en Capítulo 4 de ACI 307 así como el material presentaron en Capítulo 5 de ASME/ANSI STS-l - 1986 (las pilas de acero) se recomienda las referencias para estas soluciones.

3.1.1.5 CARGAS SÍSMICAS - Determinando los requisitos de fuerza laterales para el equipo es un desafío por practicar a ingenieros. La razón proviene de principalmente de los códigos del edificación para tales determinaciones. Desde el enfoque primario de construir, los códigos buscan las “construcciones tipo" para estructuras, la pertinencia al equipo y estructuras que no son edificaciones es menos que clara, particularmente cuando la mayoría de los códigos usa la nomenclatura aplicable a las estructuras en lugar del equipo.

Estas dificultades se han reconocido ampliamente, y se han tomado los pasos para hacer las secciones de requisito de equipo de códigos "de uso fácil" para el ingeniero practicando. El más notablemente, la 1991 edición del Código del Edificación Uniforme (UBC), ampliamente usó en las zonas sísmicas de los Estados Unidos occidentales, adopta los refinamientos y mejoras de las recomendaciones de la Asociación de los Ingenieros Estructural de California (SEAOC). EL Subcomité de SEAOC en estructuras que no son edificaciones, una parte del Comité de la Sismología, continúa sus esfuerzos para desarrollar requisitos "autosuficientes" que extienden el alcance y refinan el tratamiento para las cargas sísmicas en el equipo.

Estos esfuerzos y los refinamientos extendidos hechos por SEAOC para las estructuras han hecho el código "innovador" al Código del edificación Uniforme para los requisitos de carga laterales, incluso en muchas jurisdicciones que no han adoptado el UBC específicamente. Otros códigos o normas que especifican los requisitos de fuerza laterales en edificios o estructuras incluyen ASCE 7 (anteriormente ANSI A58.1), El BOCA Código de edificación Nacional, y el Código del edificación Normal (SBC). La Agencia de Dirección de Emergencia Federal (FEMA) el Programa Nacional de Reducción Terremoto y Riesgos (NEHRP) Normal (1991) también debe consultarse para los requisitos de fuerza sísmicos para el equipo.

3.1.1.5.A.- UBC LOS REQUISITOS DE FUERZA LATERALES PARA EL EQUIPO - El UBC no hace ninguna distinción entre la "estática" y el equipo "dinámico" para las cargas sísmicas. Más bien, si el equipo está "rígido" o el "no rígido" determina los valores por las variables usadas en la formula para calcular las fuerzas laterales. Por consiguiente, los requisitos de fuerza laterales para el equipo no dependen en el equipo teclee, pero si de la rigidez. El equipo con una frecuencia fundamental mayor o igual a 16.7 Hertzio, o un período menos o igual a 0.06 segundo, es considerado "rígido."

La actuación de muchos tipos de equipo vendedor-manufacturado, suelo-montado (ambos rígidos y no rígido) los terremotos del pasado han demostrado una fuerza inherente típicamente alta por resistirse las cargas sísmicas. Si por operar, fabricando, o enviar las consideraciones, equipo mecánico como las bombas, artefacto y generadores de motor, secadores, aereadores, y la mayoría de los ventiladores en esta categoría, como lo hace la mayoría del equipo eléctrico. Note que mientras estas observaciones son específicamente para la actuación estructural de equipo anclado, ellos son a menudo también lo mismo para su actuación operacional - a menos que se tropiezan las paradas eléctricas o los mandos de la instrumentación se ponen a automáticamente cerrado abajo el equipo. Donde las consideraciones operacionales son más de una preocupación, como es el caso para la telecomunicación y equipo de la computadora, ingenieros especifican a menudo el criterio mucho más severo que se requeriría por cualquier código de la edificación.

El criterio operacional para el equipo está más allá del alcance de este documento, pero la práctica de una compañía de telecomunicaciones es de costa oriental en UBC la Zona 4 Sísmica puede ser instructiva. Requiere tabla del temblor que prueba de telecomunicaciones y equipo de la computadora a una aceleración de la entrada de 1g (donde g = la aceleración gravitatoria) en ambas las direcciones horizontales y verticales. La tal comprobación se usa por los numerosos fabricantes de equipo y a menudo gobierna los requisitos del anclaje para el equipo.

La experiencia de terremotos pasados también ha demostrado que equipos que se apoya propiamente y han sido adecuadamente fijados contra el deslizamiento normal y momentos de volcamiento (como los permutadores de calor pequeños, bombas, y calentadores de fabricas pequeñas y condensadores) no puede requerir un proyecto explícito para las fuerzas sísmicas. No obstante, las cargas sísmicas todavía son incluidas normalmente diseñando el criterio del proyecto.

El UBC requiere las provisiones sísmicas especiales para fijar equipo del "salva vidas" apoyado en una estructura multiplicados llamados el "factores de importancia" (I). Las facilidades como los hospitales, estaciones de fuego, estaciones policíacas, medios de comunicación de emergencia, y medios que alojan cantidades suficientes de tóxico o las substancias explosivas que podrían proponer un peligro al público general son considerados facilidades " "Esenciales o facilidades de riesgo”. Estas facilidades requieren un multiplicador de 1.25 sin la reducción si el equipo es apoyado por si mismo o debajo de la grada. Para casos no descritos anteriormente, yo seré tomado como 1.0.

3.1.1.5.B.- EQUIPO APOYADO POR LAS ESTRUCTURAS - El UBC requiere un grado más alto de fuerza para fijar el equipo a las estructuras del que es requerido para el Diseño de las mismas estructuras. Esto es porque los equipos apoyaron típicamente sobre el nivel de tierra: (1) tiene las aceleraciones absolutas más altas que al nivel de tierra, (2) puede sujetarse a las contestaciones amplificadas, (3) tiene redundancia pequeña o propiedades de absorción de energía, y (4) es más susceptible a los fracasos de la atadura, mientras volviéndose un componente de riesgo más alto por eso.

Los equipos rígidos apoyados no directamente a por debajo de la grada se identificaría típicamente por el código como componentes del “no estructurales" apoyados por las estructuras.

Esto incluye la mayoría de las bombas, motores, y los componentes rodillo-montados. Para éstos, los requisitos de fuerza laterales mínimos son determinados por la fórmula:

F_p = Z Ip Cp Wp [UBC Formula (36-l)] (3-3)

Donde:

Fp= la fuerza sísmica lateral

z= el factor de la zona sísmico para la cresta eficaz molió la aceleración (los rangos de 0.075 a 0.40, dependiendo en la situación geográfica)

Ip= el factor de importancia para los componentes

Cp= el factor de fuerza horizontal para el componente específico (0.75 en la mayoría de los casos, pero 2.0 para pilas apoyadas adelante o proyectando como un cantiliver sobre sujetados sobre el tejado más de la mitad la altura del total del equipo).

Wp= el peso del componente

Si un factor de de importancia igual a 1.0 se requiere, el requisito de fuerza lateral mínimo para la Zona Sísmica 4 es 0.3Wp. Sólo si los equipos rígidos consistieran en cantilivers sobre sujetados que extienden sobre el tejado más de la mitad la altura total del equipo habría el requisito sea mayor - 0.8Wp. (Vea Tabla 3.1.1.5a).

Para el equipo no rígido o soportado flexiblemente la fuerza lateral mínima es determinada por la misma fórmula. El factor de fuerza Cp, sin embargo, debe considerar ambas las propiedades dinámicas del componente y la estructura que lo apoyan. En ningún caso si esto debe estar menos de Cp para el equipo rígido, aunque no necesita exceder 2.0. para determinar el período para el equipo no rígido, el valor para Cp para el equipo rígido puede doblarse en lugar de un análisis detallado, mientras produciendo un Cp de 1.5. Esta simplificación es generalmente usada ingenieros practicantes. Así, a menos que un factor de importancia mayor que se requieren 1.0, el requisito mínimo de fuerza lateral para la Zona Sísmica 4 sería 0.6Wp para la mayoría del equipo no rígido. Sólo si el equipo no rígido consiste en cantilivers sobreaserugadors que extienden el tejado anteriormente más de la mitad la altura total del equipo habría el requisito sea mayor 0.8Wp (vea Tabla 3.1.1.5a).

3.1.1.5.C EQUIPOS APOYADOS A O DEBAJO DE LA CALIDAD - Si el equipo rígido o el equipo del no rígido se apoya por debajo del nivel de tierra, el UBC permite dos-tercios del valor de Cp ser usado:

Fp = ZIp (0.67)CpWp

[Adaptado de la Fórmula de UBC (36-l)]

con tal de que la fuerza lateral no esté menos de lo obtenido para el la estructura que no es edificación los sistemas estructurales como cedido UBC Sección 2338 (b). Estas fuerzas se describen en la próxima sección.

3.1.1.5. D ESTRUCTURAS SOPORTADAS POR SI MISMO QUE NO SEAN EDIFICACIONES - la fórmula (38-l) como cedido UBC-91 2338 (b), aplica a todas las sistemas estructurales que no son edificaciones rígidas y a todas estructuras rígidas apoyadas por si mismas y todos los equipos diferentes a edificaciones. Esto incluiría el tal equipo como los vasos rígidos y cajas.

V = 0.5ZIW

[UBC Formula (38-l)]

Si la estructura apoyada en si mismo es no rígida (es decir, f <16.7 Hertzio), en cuanto a los vasos delgados altos, la mayoría de los tanques sobre grada, y algunos tanques elevados y cajas, las propiedades dinámicas deben ser consideradas y el UBC prescribe usando la fórmula de fuerza lateral para otro " estructura que no es edificación" con algunas modificaciones:

(3-6)

DONDE:

c= 1.25 S El coeficiente de amplificación (no necesita exceder 2.75)

T ^2/3

I= el factor de importancia (o 1.0 para la norma y la ocupación especial estructura, o 1.25 para el esencial y los medios arriesgados) [Vea UBC Tabla 23-L]

Rw= el coeficiente numérico para el las estructuras que no son edificaciones(o 3, 4, o 5, que dependen en el tipo) [Vea UBC Tabla 23-Q]

S= el coeficiente del sitio para las características de la tierra (los rangos entre 1.0 y 2.0, dependiendo de las condiciones de tierra de sitio) [Vea UBC Tabla 23-J]

T= el período fundamental de vibración en segundo

V= el proyecto total fuerza lateral o esquila a la base

W= el total la carga del muerto sísmica (típicamente el peso que opera de equipo)

Z = el factor de la zona sísmico para la cresta eficaz molió la aceleración (los rangos

de 0.075 a 0.40, dependiendo en la situación geográfica)

[Vea la Tabla de UBC 23-I]

Las modificaciones o limitaciones incluyen a lo siguiente:

1) la proporción que C*Rw no estará menos de 0.5.

2) la distribución vertical de las fuerzas sísmicas puede determinarse por fuerza estática o fuerza de contestación dinámicos, con tal de que los resultados no estén menos de aquéllos obtenido con el método de fuerza estático. (La nota: raramente se usan los métodos de la contestación Dinámicos para el equipo).

3) donde una norma nacional aceptada cubre un tipo particular de estructura de la que no se edificación, la norma puede usarse.

Aunque ellos raramente aplicarían al equipo, ciertas otras restricciones como descrito en UBC 2338(b) para Sísmico zonas 3 y 4 solicitan las Categorías de Ocupación III e IV (las Categorías de Ocupación en UBC Tabla No. 23 - K). La estructura debe estar menos de 50 pies en la altura, y Rw=4.0 debe usarse para el proyecto. Adicionalmente, el UBC prohíbe o restringe numeroso sistemas estructurales de hormigón en las zonas sísmicas más altas [UBC 2334 (el c)3].

La Fórmula usando (3-6) y un factor de importancia de 1.0, el proyecto mínimo fuerza lateral o esquila a la base para las estructuras no rígidas que no son edificaciones sería 0.37W (vea Tabla 3.1.1.5a).

3.1.1.5E CARGAS SÍSMICAS VERTICALES - Ningún componente del terremoto vertical se requiere por el UBC para equipo apoyado por las estructuras [UBC 2334 (j)]. Para el equipo con los componentes de cantiliveres horizontales en Sísmico Divide en zonas 3 y 4, sin embargo, el UBC especifica una fuerza ascendente neta de 0.2Wp por ese componente,

Si el procedimiento de fuerza lateral dinámico se usa, el componente vertical es dos-tercios de la aceleración horizontal. Sin embargo, desde que el procedimiento de fuerza dinámico tiene pequeño o ninguna aplicación a la mayoría del equipo, muchos ingenieros diseñando estructuras zonas Sísmicas 3 y 4, conservadoramente usan un componente vertical de tres-cuartos o dos-tercios de la componente horizontal del procedimiento del de fuerza lateral estática, mientras combinándolo simultáneamente con el componente horizontal.

El UBC también avisa sobre efectos del levantamiento causados por las cargas sísmicas. Sólo 85 por ciento de la carga muerta deben ser considerados resistiéndose el tal levantamiento. [UBC 2337 (un)].

3.1.1.6 CARGAS DE PRUEBA - La mayoría de equipos de proceso, como los vasos de presión, deben ser los probados hidráulicamente en su propia ubicación sobre su Cimentación. Incluso cuando tal prueba no se requiere inicialmente, hay una posibilidad buena que algún día durante la vida de un vaso se alterará o se reparará, y un una prueba hidráulica puede exigirse reunir los requisitos de Sección VIII del calentador ASME y Código de Vaso de Presión. Por consiguiente, más ingenieros lo consideran requisito que todos los vasos, sus faldas u otros apoyos, y sus cimentaciones se diseñen para resistir las cargas de prueba. Para la Cimentación, esto consiste en el peso de agua exigió llenar el vaso.

3.1.1.7 MANTENIMIENTO Y CARGAS DE LA REPARACIÓN - Para la mayoría de permutadores de calor, los procedimientos de mantenimiento requieren que periódicamente los bultos del tubo sean sacados, tirado de la cáscara del permutador, y limpiados. La magnitud de tirar requerir una fuerza muy fuerte, y el fragmento que se transmite a la Cimentaciones del permutador, puede variar encima de una gama amplia, dependiendo de varios factores. Estos factores incluyen: (1) el servicio del permutador, incluso el tipo de producto, las temperaturas, y la corrosividad de los fluidos utilizados, (2) la frecuencia del procedimiento de mantenimiento, y (3) el procedimiento tirando o alza usado.

Desde que las fuerzas transmitieron a una Cimentaciones al tirar un bulto del permutador son tan inciertas e inconstantes, las fuerzas del diseño usadas son a menudo basadas en la experiencia del pasado y la regla del pulgar. El criterio común es diseñar para una fuerza longitudinal que es un fragmento del peso de bulto de tubo, mientras yendo de 0.5 a 1.5 veces el peso del bulto. Se asume que esta fuerza actúa al centro de línea de un permutador, y sólo se toma en la combinación con el permutador la carga muerta (vacía).

Para apiló o "a cuestas" los permutadores, se asume que el atracción del bulto actúa en sólo un permutador en un momento.

3.1.1.8 CARGAS DE FLUIDO CREADO - Muchos tipos de vasos (los reactores, los regeneradores del catalizador, etc.) del proceso están sujetos a las fuerzas de la "sobrecarga."

Aunque la analogía puede estar menos del perfecto, es a menudo conveniente describir la sobrecarga fluida como un efecto de la "cafetera." El mecanismo esencial puede ser similar a la ebullición de un fluido contenido, con la formación violenta y el derrumbamiento súbito de burbujas de gas inestables, las corrientes de unión de líquidos con diferentes densidades, y chapoteando de una superficie líquida que también contribuye a las fuerzas de la frecuencia. Estas fuerzas violentas actúan erráticamente, mientras siendo al azar distribuido en los ambos, tiempos y espacio dentro de la fase líquida. Obviamente, la ola fluida es una carga dinámica. Sin embargo, debido a la dificultad de definir la magnitud o las características dinámicas de estas fuerzas, ellos se tratan casi siempre estáticamente para el proyecto de la Cimentaciones.

Normalmente se representan las fuerzas de la ola como fuerzas estáticas horizontales localizadas en el centroide del líquido contenido. Se toma la magnitud de esta fuerza diseño como un fragmento del líquido debajo de un nivel de líquido que opera normal. El fragmento de peso líquido que se usa variará de 0.1 a 0.5 dependiendo del tipo de vaso, en la violencia de su proceso químico contenido, y en el grado de conservismo deseado por el dueño-operador resistiendo dichas cargas. Para la mayoría de los vasos apoyado directamente en las Cimentaciones de grada, las fuerzas de la ola son pequeñas y son normalmente abandonados.

3.1.1.9 CARGA DE IZADO- Frecuentemente, procedimientos de la construcción y el izado y la configuración del equipo causa condiciones de carga en una Cimentación que actuará en ningún otro momento que durante la vida del equipo. Por ejemplo, antes de un pedazo de equipo el lechado está en la posición en su Cimentaciones, deben verificarse tensiones de la presión locales bajo las pilas de brillo o cuñas de izado. Otro el ejemplo más específico es el caso de un vaso vertical o pila que pueden erigirse con anticipación sobre la cimentación a la instalación de partes pesadas o del revestimiento. Una vez instalado, estos interiores se categorizan como la parte de carga muerta permanente de un vaso carga. Sin embargo, muchos practicantes lo sienten necesario examinar la situación que podría existir durante las semanas interinas o incluso la anticipación de los meses a la instalación de este peso interior considerable. El proyecto de una Cimentación del vaso vertical alta puede gobernarse bien por la estabilidad global contra volcamiento, si se requiere que la estructura ligera temporal es capaz de resistir el viento del proyecto lleno.

3.1.1.10 CARGA DE FLOTACIÓN - El efecto flotante de una tabla de agua (la tabla de agua sobre el fondo de Cimentaciones) es muchas veces considerada como otra carga. Es decir, algunos ingenieros lo tratan como una fuerza ascendente-suplente que puede (o no puede) actuar concurrentemente con otras cargas bajo todas las condiciones de carga. Quizás así como frecuentemente, los efectos flotantes se tratan considerándolos como una "condición" diferente en que el peso de gravedad de hormigón sumergido y tierra se cambia para reflejar su sumergió o las densidades flotantes (vea Sección 3.1.2.).

Sin dirigirse la diferencia filosófica entre estas dos percepciones, el efecto es el mismo. El efecto flotante de una tabla de agua alta no sólo puede gobernar la estabilidad (como perfilado en Sección 3.5), pero también puede contribuir a las fuerzas del criticas de diseño (los momentos y cortes grandes) usadas en el diseño de la Cimentaciones .

Cuando es probable que la elevación de la tabla de agua fluctúe, la mayoría de los ingenieros considerará ambos "seco" (descuidando la tabla de agua), y "mojado " (incluso los efectos de flotación de una tabla de agua alta) cuando se diseñan Cimentaciones.

3.1.1.11 CARGAS MISCELÁNEAS - a veces se definen otros tipos de cargas como las cargas separadas, y a veces se agrupó bajo una de las categorías descrito anteriormente. Algunos se especializan justamente en que ellos sólo son normalmente aplicados a ciertos tipos de estructuras o equipo. Ellos incluyen lo siguiente:

1) CARGAS TERMALES- Las Cargas termales a veces son consideradas como una categoría de cargas separadas, pero se describió antes en la sección en las cargas operacionales.

2) LAS CARGAS DE IMPACTO - las cargas de Impacto, como esos debido a las grúas, enarbolamientos, y pescantes, a veces son clasificado separadamente (como descrito anteriormente). Así como a menudo ellos son clasificados bajo las cargas vivas o, dependiendo del tipo de equipo, como las cargas operacionales.

3) LAS CARGAS DE LA EXPLOSIÓN - la Explosión y explosión resultante representan la extrema fatiga o condiciones de accidente. Normalmente, sólo se aplican las presiones de la explosión al proyecto de edificios de control. Raramente esta carga es considerada en el diseño de equipos o cimentaciones, exceptuando para determinar locaciones posiblemente para que haya distancia adecuada entre el equipo crítico y una fuente potencial de tal explosión.

4) NIEVES O CARGAS DE HIELO - Nieves o cargas de hielo pueden afectar el diseño de acceso o las plataformas que operan adjuntas al equipo, mientras incluyendo a sus miembros de apoyo. Raramente estas afectan el diseño de Cimentaciones de equipo salvo las estructuras de distribución eléctrica. A menudo, la carga de nieve es considerada como una carga viva.

5) LAS CARGAS ELÉCTRICAS - cargas de Impacto causadas por los movimientos súbitos dentro de los cortacircuitos y el descanso de carga desconecta puede ser mayor que el peso muerto del equipo. Además, la dirección de la carga variará, dependiendo en si la ola grande está abriendo o está cerrando. En los dispositivos actuales alternos, las cargas del corto circuito son normalmente interiores al equipo y tendrán pequeño o ningún efecto en las Cimentaciones. Sin embargo, en el caso de líneas de transmisión directa actual en que la tierra actúa como la referencia, un corto circuito entre los conductores etéreos y la tierra puede producir cargas muy significantes aplicadas a las estructura de apoyo.

3.1.2 CONDICIONES DE LA CARGA – los diferentes pasos en la construcción de equipo, o diferentes fases de su ciclo de funcionamiento/mantenimiento, puede pensarse representarlos como distintos ambientes, o distintas condiciones para tal equipo. Durante cada una de estas condiciones, puede haber uno o quizás varias combinaciones de cargas que pueden, con probabilidad razonable, actuar concurrentemente en el equipo y su cimentación.

Las condiciones de carga siguientes son consideradas a menudo durante la vida de equipo y sus cimentaciones.

3.1.2.1 CONDICIÓN DEL LEVANTAMIENTO - La condición de levantamiento existe mientras el equipo o su Cimentación todavía están construyéndose, y el equipo está siendo fijo, alineado, anclado o fundido en su posición.

3.1.2.2 CONDICIÓN DE DESCARGA - La condición de descarga existirá después de que el levantamiento está completo, pero antes de cargar el equipo con sus componentes o ponerlo en el servicio. También, la condición de descarga existirá en cualquier momento subsiguiente cuando fluido de operación u otros componentes están siendo removidos, o el equipo sacado de servicio o ambos. Esta condición normalmente no incluye el efecto directo de operaciones de mantenimiento.

3.1.2.3 CONDICIÓN DE OPERACIÓN - La condición de operación existe siempre y cuando el equipo está en servicio, se carga con fluido de operación o componentes y cuando esta cerca de ser encendido, esto es simplemente cuando está en el proceso de arranque y apagado. En la condición de operación, los equipos pueden estar sujetos a la gravedad, temperatura, vibración de arranque, cargas de impacto, y fuerzas medioambientales como el viento y sismos.

3.1.2.4 CONDICIÓN DE PRUEBA - La condición de la prueba existe cuando el equipo está probándose, para verificar su integridad estructural, o para verificar que actuará adecuadamente en servicio. Aunque realmente el período de tiempo requirió para una prueba de equipo es unos días, la "condición" de la prueba puede durar durante varias semanas. Así, es a menudo supuesto que durante la condición de la prueba, una Cimentación de equipo se sujetará no sólo a las cargas de gravedad (es decir, carga muerta más el peso de fluidos de la prueba), sino también a viento o sismo. Normalmente, estas cargas se toman a la intensidad reducida. Las intensidades típicas varían de un cuarto a la mitad del viento o carga de sismo.

3.1.2.5 CONDICIÓN DE MANTENIMIENTO - La condición de mantenimiento existe cuando el equipo está siendo drenado, limpiado, recargado, reparado, re alineado o los componentes están estando retirados o reemplazados. Las cargas pueden ser el resultado del equipo de mantenimiento, montacargas o grúas, levantamiento (como cuando se levantan contenedores), impacto (como cuando se recargan o reemplazan catalizadores o filtros), así como de la gravedad. Normalmente se asume que la carga de gravedad es la carga muerta.

La duración de una condición de mantenimiento es normalmente bastante corta, aproximadamente un par de días. Por consiguiente, rara vez se asumen cargas medioambientales, como el viento y sismo, para actuar durante la condición de mantenimiento.

3.1.2.6 CONDICIÓN DE DAÑO - Una condición de carga de daño existe cuando ocurre un accidente, funcionamiento defectuoso, error del operador, ruptura, o daños que causen que el equipo o su cimentación sea sometida a cargas anormales o extremas. A menudo se supone que los equipos sometidos a cargas de daño severas podrían tener que ser apagados y reparados. Así, no es raro que la fuerza última sea usada como el criterio de aceptación para las cargas inestables.

3.1.3 COMBINACIONES DE CARGA - los códigos normalmente especifican qué de las cargas más comunes deben asumirse como que actúan concurrentemente para el diseño del diseño. Los equipos industriales, principalmente debido a las muchas posibles variaciones en las cargas de operación, pueden tener un número mayor de posibles combinaciones de carga. A menudo varias combinaciones de carga diferentes son posibles dentro de una condición de carga dada. El criterio, no los códigos, debe usarse para decidir qué cargas y los factores de carga correspondientes que puede esperarse razonablemente que actúen concurrentemente. Tabla 3.1.3a da una lista de doce combinaciones de carga representativas. Con algunas variaciones entre los diferentes practicantes, estas combinaciones son normalmente las que la más se usan para diseñar equipo industrial y a cimentación de la maquinaria.

TABLA 3.1.3a – CONDICIONES DE CARGA Y COMBINACIONES REPRESENTATIVAS

Los factores de carga pueden variar. Vea las Secciones 3.1.3 y 3.1.4.

CASO DE CARGA

CONDICIÓN

COMBINACIÓN DE CARGA

RANGO DE FACTORES DE CARGA*

1

Levantamiento

La carga muerta + Levantamiento

1.1-1.5

2

Levantamiento

La carga muerta + Levantamiento + 1/2 del viento

1.2-1.3

3

Descarga

La carga muerta + el viento

1.3-1.5

4

Descarga

La carga muerta + sísmico

1.4-1.6

5

Operación

La carga muerta + la carga de operación + la carga viva + la expansión térmica + arranque + fuerzas agudas

1.6-1.7

6

Operación

La carga muerta + la carga de operación + la carga viva + la expansión termal + arranque + fuerzas agudas + viento

1.3-1.5

7

Operación

La carga muerta + la carga de operación + la carga viva + la expansión termal + arranque +/- las fuerzas agudas + sísmico

1.4-1.6

8

Prueba

La carga muerta + hydrotest

1.1-15

9

Prueba

La carga muerta + hydrotest + ½ del viento

1.2-1.3

10

Mantenimiento

La carga muerta + el tirón grúa (intercambiador de calor)

1.4-1.6

11

Mantenimiento

La carga muerta + mantenimiento / servicio

1.4-1.6

12

Daño

La gravedad + cargas mal funcionamiento

1.0

3.1.4 FACTORES DE CARGA - las presiones de la Tierra y resistencia a volcado son calculadas por la mayoría de los practicantes que usan una serie de combinaciones de carga similar a aquéllos listado en Tabla 3.1.3a con las combinaciones de cargas individuales al nivel de "trabajo" o en el nivel de "servicio" (cargas no factoradas).

Cuando viene al análisis de una Cimentación, sin embargo, no siempre está claro qué factores de carga aplican a muchas cargas y combinaciones de carga, particularmente aquéllos que incluyen las cargas "no estándar" características del equipo industrial. La mayoría de los ingenieros, desde que no tienen un reconocido o legal criterio para citar, se sienten obligados a adaptar el código de la construcción. Agrupando las muchas cargas únicas al equipo bajo las categorías comunes del código de construcción de "carga muerta" y "carga viva", y aplican directamente los factores de carga prescritos del código.

Otros ingenieros sostienen que hay diferencias significativas entre las cargas aplicables a las cimentaciones de equipo, y los aplicables diseños de edificios comerciales o residenciales. Ellos concluyen que estas diferencias garantizan la divergencia de una aplicación literal de los factores de carga del código de edificaciones común. Las diferencias incluyen las magnitudes relativas de las diferentes cargas, y diferencias en sus duraciones. Estas consideraciones, tomadas en conjunto, llevan a muchos ingenieros a seleccionar los factores de carga que, aunque pueden parecerles similares a los del ACI.318, contienen divergencias importantes.

Las cargas factorizadas son aplicadas como sigue: (1) Factor de las cargas a la cima del pedestal, (2) Factor de los momentos de servicio y cizalla en el pie, y (3) Factor de las diferencias entre los análisis múltiples. Estas diferentes aproximaciones se explican más a fondo en las Secciones 4.1 y 4.7. Si los diferentes factores de carga van a ser usados en la contribución individual de cargas en una combinación, y si la compresión sobre el ancho total de la cimentación no se requiere, entonces estos diferentes acercamientos darán los diferentes resultados. Esto resulta del hecho que cuando la carga resultante está fuera del núcleo, la presión máxima de la tierra no es una función lineal de las cargas. Por consiguiente, para evitar esta posible confusión, algunos ingenieros aplican un solo factor de carga compuesto a todas las cargas en la combinación de carga total, en lugar de un factor diferente a cada carga individual.

La tabla 3.1.3a proporciona el rango de factores de carga que normalmente se aplican a las combinaciones de carga listadas. Éstos pueden ser factores individuales usados para la combinación total o, dónde se usan los diferentes factores para las varias cargas contribuyentes, estos pueden ser la media proporcional de la carga factorizada total para la carga de servicio total.

3.2 – DISEÑO FUERZAS/TENSIONES

En el diseño de cimentaciones, las fuerzas y tensiones en los varios elementos debe calcularse y debe compararse con el criterio de aceptación. Algunos tipos de criterios de aceptación se expresan en términos del esfuerzo aceptable a que una carga calculada de servicio será comparada. Otro criterio se expresa por lo que se refiere a la fuerza del diseño a que las cargas calculadas serán comparadas. Para muchos de los elementos de cimentaciones de equipo, no hay ninguna norma publicada ni un acuerdo general claro acerca de que el tipo de criterio es apropiado.

Las presiones aceptables de la tierra, tensión de anclado atornillado (la esfuerzo, cizalla, anclaje), esfuerzo de interacción del concreto, y la longitud de desarrollo requerida de refuerzo del pedestal estos empalmes de la envoltura para anclar las tornillos son algunas de las variaciones comunes en la practica.

Además de las variaciones entre las prácticas usadas por los diferentes ingenieros, una segunda variación mayor es ese diferente criterio de aceptación que se usa a menudo para los elementos adyacentes o interactuantes. Esto lleva a problemas de interacción, e inconsistencias en la lógica del diseño de los varios elementos. Por pequeña que sea, la existencia de diferentes tipos de criterios de aceptación para varios elementos presenta un tedioso problema de cuadre.

El procedimiento de diseño de fuerzas para los elementos de hormigón es llamado “Método de Diseño de Fuerza” (SDM). El procedimiento de esfuerzo activo, (fatiga), se llama ahora “Método del Diseño Alternado" (ADM) en el actual ACI-318, y aparece en el apéndice del mismo.

Las secciones siguientes describen los elementos individuales y el estado de práctica en la definición de criterios de aceptación para el uso en su diseño.

3.2.1 HORMIGÓN

3.2.1.1 FLEXIÓN – La capacidad a flexión de elementos de hormigón en una cimentación para el equipo estático es normalmente determinado usando criterios de diseño contenidos en ACI 318. Estos criterios del ACI 318 aparece en la tabla siguiente:

M

fb/f’c



SDM

Mu

0.85

0.9

ADM

Mw

0.45

-

Donde:

fb = la esfuerzo de fibra extrema en la compresión de doblado

Mu = el momento factorizado

Mw = el momento

El factor es el factor de reducción de fuerza, para tomar en cuenta la probabilidad que un elemento puede ser incapaz de soportar la fuerza nominal debido a las inexactitudes y las variaciones adversas en la resistencia del material y obreros durante la construcción.

3.2.1.2 CIZALLAMIENTO A FLEXIÓN - las tensiones de cizallamiento del concreto son de dos tipos generales. Donde el miembro de cimentación relativamente largo a su ancho, o las dimensiones del pedestal son un fracción significativa de las dimensiones de la almohadilla, o ambos, entonces las tensiones de esfuerzo de diagonal más críticas ocurren a aproximadamente una distancia d del pedestal de apoyo. La cantidad d es la profundidad eficaz de la almohadilla de la cimentación de concreto, medido desde la fibra de compresión extrema al centroide de tensiones del área de acero. En este caso, el estado de esfuerzo llamado " cizalladura de la viga a lo ancho", o simplemente el "cizalladura de la viga." Como previamente se indicó, la presente tendencia está hacia el uso de diseño de fuerza y el uso de cargas factorizadas (momentos) en los elementos hormigón adecuados. El criterio de esfuerzo normalmente usado prescrito por ACI 318 es el siguiente:

V

V_c /[bd](√f_c^’ )



SDM

Vu

2.0

0.85

ADM

Vs

1.1

-

Donde

Vw = Trabajo total de corte en la sección a través de la almohadilla de la Cimentación

Vu =  * Vc es el corte total factorizado

Vc = limitante nominal o la fuerza del corte aceptable

b = Ancho de la sección localizada a una distancia d de la cara de apoyo

Aunque muchos ingenieros usan el criterio ACI 318 descrito en los párrafos anteriores sin modificación, algunos practicantes escogen usar los criterios de Ferguson y Rajagopalan. Estos autores señalan que el criterio del código para la esfuerzo última de corte de viga es significativamente no conservador para los porcentajes bajos de refuerzo, con las reducciones en capacidad de de corte que se acerca al 50% para las cimentaciones con el acero mínimo. Los autores recomiendan un valor reducido por la resistencia de corte de viga por secciones de flexión dónde la proporción del refuerzo tensor está menos de 0.012. La ecuación siguiente determina el diseño a esfuerzo del cortante nominal V_c.

V_c = (0.8 + 100 ) (√f_c^’) < 2(√f_c’)

Donde:

V_c = V_c /bd

 = Proporción de refuerzo de esfuerzo de no preesforzada

La mayoría de las Cimentaciones tiene las proporciones del refuerzo menos de 1 por ciento. Muchas Cimentaciones de equipo tienen las proporciones del refuerzo menos de 0.5 por ciento. Así, algunos ingenieros usan los valores por diseño de viga a esfuerzo cortante reducida del criterio ACI 318 de acuerdo con las recomendaciones de Ferguson y Rajagopalan.

3.2.1.3 PUNZONAMIENTO CORTANTE (CORTANTE BIDIRECCIONAL) - Cuando una almohadilla de cimentación o la cabeza del pilote es cuadrada, o casi cuadrada, o las dimensiones del pedestal son la pequeñas relativamente al miembro de la Cimentación principal (almohadilla o cabeza del pilote), o ambos, entonces un estado de esfuerzo de corte diferente del normalmente descrito en Sección 3.2.1.2 se vuelve crítico. Este modo de falla de corte alternativa ocurre cuando un pedestal pequeño tiende a punzonar a través de su almohadilla de la Cimentación de apoyo. La fatiga por esfuerzo diagonal para este estado de esfuerzo de corte es apropiadamente llamado "Punzonamiento Cortante." La sección crítica, b_o, para este modo de falla potencial se toma a una distancia d/2 de la cara de apoyo. Para los pilotes muy cargados en un grupo, la consideración para el posible des alineamiento durante el manejo del pilote debe ser incluida en el cálculo.

El criterio de esfuerzo normalmente usado del ACI 318 es como sigue:

Donde:

Vw = Fuerza cortante total actuante a la sección crítica.

Vu = Fuerza cortante total factorizada a la sección crítica.

Vc = Fuerza cortante aceptable o limitante a la sección crítica.

βc = Proporción de la dimensión más larga a la más corta del pedestal. βc = 1.0 para la forma redonda u octagonal del pedestal.

as = 40, pero reducido a 30 si el pedestal es excéntrico.

Aunque el ACI 318 permite pequeños refinamientos de estas relaciones cuando se agrega refuerzo cortante, tal refuerzo raramente se usa en las Cimentaciones de equipo. Los argumentos de corte en las cimentaciones de concreto tratadas en esta y la anterior sección están dirigidos hacia las cimentaciones individuales. ACI 318 es incierto acerca del criterio de esfuerzo de corte apropiado para las cimentaciones de la armadura. Sin embargo, la mayoría de los practicantes usan el aprovisionamiento por punzonamiento cortante cuando se chequea el cortante en tales Cimentaciones.

3.2.1.4 ESFUERZO – El ACI 318.1 permite que se extienda el hormigón llano (sin refuerzos) en las zapatas. El ACI 318.1 para los límites de hormigón llanos limita el uso de hormigón no reforzado a cimentaciones que se apoyan continuamente por suelo o donde la acción de bóveda asegura la compresión bajo todas las condiciones de cargar. Sin embargo, el concreto esparcido no reforzado rara vez se usa en las cimentaciones de equipo, salvo para equipo muy pequeño, equipo menor como para las almohadillas de apoyo de aires acondicionados residenciales. En los casos raros dónde se usan las cimentaciones no reforzadas, la máxima fatiga tensil permitida por el ACI 318.1 es la siguiente:

M

f´t /√(f´c)



SDM

Mu

5.0 

0.65

ADM

Mw

1.6

-

Donde:

f_{t =} Fatiga a esfuerzo de la fibra extrema.

Las cimentaciones a menudo están sujetas a momentos de volcamiento bastante grandes para producir el levantamiento encima de una porción de su base. Desde que la tierra no puede resistir el levantamiento por la esfuerzo, esto produce una zona de presión cero, con el prisma de presión triangular resultante mostrado en Fig. 4.7.3. En la ausencia de presión de la tierra ascendente, un momento del torcimiento negativo puede producirse en la porción de la viga de cimentación que debe resistir por las fuerzas tensoras en la cima de la almohadilla. Este momento del negativo se limita al peso total por gravedad de la parte levantada de la cimentación, más cualquier sobrecarga o componentes de la sobrecarga, sin tener en cuenta la magnitud del momento volcador aplicado.

No debe utilizarse la capacidad a esfuerzo de hormigón en una zona sísmica, o cuando una cimentación se apoya por pilotes.

(UBC). De cualquier manera, hay diferencias de opinión y practica acerca del tratamiento de las fuerzas de volcamiento que causan un momento negativo en una cimentación dispersa en una zona del no sísmica.

Cuando la magnitud de esto se invierte o el momento negativo es pequeño, algunos ingenieros usan el esfuerzo admisible del hormigón a esfuerzo dado por el ACI 318.1 para cimentaciones no reforzadas para verificar si la cimentación es la adecuada. Otros consideran el hecho de que una sección reforzada sujeta a momento positivo desarrolla fisuras a través del 80 por ciento de su espesor. Confiar en tal sección figurada para el volcamiento invertido (momento negativo) es considerado inseguro por muchos practicantes. Algunos ingenieros usan el refuerzo superior, si hay alguna esfuerzo calculada en las fibras superiores de la cimentación. Otros, aunque conscientes de la incertidumbre en la capacidad de la sección, son renuentes a proporcionar una armadura superior de refuerzo de acero para resistir lo que es a menudo un nivel de esfuerzo muy nominal. Ellos pueden usar arbitrariamente la capacidad a esfuerzo de la sección de hormigón de no fisurada, pero usar sólo un fragmento del estrés a esfuerzo permitido por el ACI 318.1 para cimentaciones no reforzadas. Los valores usan un rango de 20 a 50 por ciento de los valores nominales del código. Aunque hay razón para cuestionar la validez de esta última práctica, no se ha reportado ninguna falla de cimentaciones diseñadas con tales aproximaciones.

La discusión anterior de resistencia del concreto a esfuerzo se da a menudo académicamente por el uso de refuerzo de loza mínimo en la cabeza de la cimentación, proporciona al parecer la temperatura y encogimiento del acero. No hay ningún requisito del código que, en la ausencia de esfuerzos calculados, tal refuerzo se inserte en la cabeza de una cimentación. Sin embargo, algunos practicantes lo consideran una práctica buena para tener siempre una armadura de acero en la cabeza.

3.2.1.5 PRESIÓN - Los esfuerzos a presión aceptables en hormigón contenidas en el ACI 318 actual reflejan recientes estudios mostrando que un estado de presión triaxial se produce en el hormigón en la zona por debajo de la placa base. Este efecto se pronuncia más considerablemente si el equipo o placa base de columna se localiza centralmente de manera que la zona cargada se rodee en todos los lados por el hormigón. Los esfuerzos a presión, aceptable y de diseño, permitidas por el ACI 318 son como se da en la tabla siguiente:

Donde: f = esfuerzo a presión

Cuando A, > A,, la fuerza a presión de diseño puede multiplicarse por √ (A₂/A₁) ≤ 2.0

Donde:

A_{1 =} Área a compresión del concreto

A_{2 =} Área de la cara más larga de una pirámide apropiada o cono contenido totalmente en la cimentación cuando la base superior es el área A₁ y las pendientes laterales son 1 vertical a 2 horizontal.

Cuando se diseña placas base y anillos anulares de base para la presión de hormigón, muchos ingenieros usan los conceptos de diseño de fuerza como se define en el ACI 318. Sin embargo, particularmente para las cimentaciones de equipo como los vasos verticales y pilas, muchos ingenieros escogen el criterio de esfuerzo actuante en lugar de eso. Hay dos razones para este desacato de las aproximaciones normalmente aceptadas por el ACI Primero, el diseño de ancla empernada es normalmente basado en un criterio esfuerzo actuante. La determinación de área a presión requerida es una función interrelacionada del área del tornillo ancla proporcionado. Por consiguiente, un deseo de consistencia lleva a muchos ingenieros a usar un esfuerzo actuante aceptable a presión.

La segunda razón es que el diseño las placas base de equipos y los anillos base sean realizado por los diseñadores del equipo. Los diseñadores de equipo son generalmente ingenieros mecánicos con poca o ninguna experiencia en el diseño de hormigón o en los conceptos de diseño de cargas del ACI 318. La necesidad de simplificar la comunicación de criterios de diseño, apunta hacia la selección del criterio de esfuerzo actuante para concreto sometido a presión.

Cuando el criterio de esfuerzo actuante se selecciona para el diseño de placas base de equipo, los esfuerzos aceptables especificados en la especificación del AISC-ASD, Capítulo J9, son los que normalmente se usa. Esto es porque los ingenieros de fabricantes de equipo están comúnmente familiarizados con esta especificación.

Una pregunta que se plantea en el diseño de vasos verticales y pilas que se apoyan en los anillos base anulares es que el área productiva no se localiza centralmente en el pedestal. Más bien, el área más cargada es inmediatamente adyacente al borde del pedestal de hormigón. Este hecho lleva a muchos ingenieros a descuidar el incremento de la proporción del área en el esfuerzo admisible.

3.2.2 REFUERZO

3.2.2.1 REFUERZO VERTICAL - El refuerzo vertical en los pedestales de la cimentación es, para la mayoría de los tipos de equipo, diseñado como una parte íntegra de la sección total de concreto, es decir, tratando el pedestal y su refuerzo como una columna-viga. Para esta aproximación el criterio de diseño del ACI 318 es el normalmente empleado. Para los pedestales con una proporción de la dimensión altura-a-lateral de 3 o mayor, el refuerzo requerido no debe ser menos que el mínimo aplicable a las columnas. Sin embargo, para el equipo como vasos verticales altos, el propósito de las barras verticales del pedestal es sobreponer la zona del tornillo de anclaje (vea Fig. 4.2.lc), y para transferir la fuerzas tensoras del tornillo del ancla de un pedestal en la zapata o cabeza del pilote. En esta situación, la práctica para definir el criterio de aceptación apropiado para diseñar las barras verticales varía ampliamente. Algunos ingenieros diseñan las barras del pedestal usando la sección total de concreto como se describió anteriormente. Algunos usan una práctica similar, usado en el diseño de tornillos del ancla. Ellos adecuan las barras verticales para resistir las fuerzas de esfuerzo calculadas del tornillo de anclaje, o emparejan la capacidad del diseño de los tornillos de anclaje, ignorando el hormigón.

Aún otros practicantes reemplazan el limite de fluencia de los tornillos de ancla de equipo con un equivalente o mayor limite de fluencia en el refuerzo vertical sobrepuesto, ignorando la sección de concreto de nuevo. Esta última práctica se usa principalmente en áreas sísmicamente activas, la razón es que ese rendimiento inicial debe tener lugar en el tornillo del ancla más visible antes que el refuerzo al cual las fuerzas de anclaje primario deben ser transferidas.

3.2.2.2 REFUERZO HORIZONTAL - Para los pedestales pequeños, o donde las cargas gobernantes son principalmente la compresión, el refuerzo horizontal en los pedestales normalmente dimensionado de acuerdo con el criterio ACI 318 para los nudos de la columna. Sin embargo, hay varias circunstancias dónde se usan otros tipos de criterio.

Un ejemplo ocurre en el caso de pedestales con un área grande, como para los vasos verticales y pilas. En este caso, el refuerzo vertical se diseña normalmente para resistir el esfuerzo. El refuerzo horizontal en las caras del pedestal puede ser esencialmente nominal, quizás sólo para mantener las barras verticales en su lugar durante la colocación del concreto. A veces, un criterio de refuerzo mínimo para las barras en las caras de la masa de hormigón de masa como el que sugiere el ACI 207.2R es usado. Un refuerzo del tamaño más largo y/o menor espaciamiento que el definió por el tal criterio mínimo puede suponerse por el confinamiento de los tornillos de ancla y para evitar el astillamiento a la cara del pedestal.

Además del refuerzo horizontal principal propuesto en la cara de los pedestales basales verticales, muchos practicantes consideran una buena práctica proponer un grupo de dos a cuatro nudo-barras cerca de la cima del pedestal, estrechamente espaciada de 3 a 4 pulgadas. (Vea Fig. 2.2.4). Este juego estrechamente espaciado de refuerzo periférico en la cabeza sirve para ayudar a resistir el intento de fisura al borde del pedestal por presión o expansión térmica, así como para mantener el confinamiento para la resistencia a cortante. Esta práctica reduce fisuramiento del hormigón cerca de la cima del pedestal debido al traslado de fuerzas de cortante a través de los tornillos del ancla en el hormigón.

A veces, el refuerzo horizontal es colocado en las cimas de pedestales. Por ejemplo, el refuerzo puede requerirse de vez en cuando por los cálculos de esfuerzo para pedestales relativamente largos, delgados, o poco profundos (que es esencialmente tan grande como la almohadilla), dónde la carga está aplicada en el borde o periferia del pedestal. En esta situación, el pedestal podría tender a servir mas hacia arriba, y habría un esfuerzo calculado a la cima del pedestal.

Un par de practicantes proponen el refuerzo horizontal en la cima de pedestales de equipo como una buena practica en la materia, particularmente donde el equipo opera a temperaturas elevadas. La congestión del refuerzo, sin embargo, puede llevar a problemas constructivos. Los ingenieros deben repasar el diseño final para asegurar que es un diseño realizable constructivamente hablando.

El diseño de refuerzo horizontal en las cimentaciones (o cabeza de pilares) usa el criterio ACI 318 para el refuerzo a flexión. Las únicas preguntas que se plantean se refieren a las cantidades mínimas de refuerzo, como se esquematiza en la Sección 4.7.5.

3.2.3 ANCLAJE - el anclaje de una pieza de equipo a su cimentación es a menudo el aspecto más crítico de un diseño de cimentación. Esto es particularmente cierto para el Basales verticales y cimentaciones con pilotes, o para cualquier otra cimentación de equipo dónde la consideración de cargas laterales domina el diseño. El ACI 355.1R resume los tipos más ampliamente usados de anclas y proporciona una apreciación global del rendimiento del anclaje y modos de falla.

Las anclas pueden ser fundidas in situ o prefundidas (retrofit). Se instalan las anclas prefundidas después de que el hormigón ha endurecido, y pueden socavarse, adherirse, lecharse, o por asegurarse por expansión.

· Un ancla socavada transfiere la tensión al hormigón a través de un dispositivo expansivo contra un agrandamiento del agujero en forma de campana en la base del ancla.

· Una ancla adhesiva consiste en una barra estriada instalada en un agujero con un diámetro de sobre el l/16 al l/8 de pulgada más grande que el diámetro de la barra. El agujero se llena con un adhesivo estructural como la resina epóxica, éster o pegamento de poliéster. Las anclas adhesivas transfieren la tensión al hormigón por la atadura del hormigón y la resina o pegamento incorporados a lo largo de la longitud del ancla.

· Un ancla lechada consiste en un ancla con cabeza instalada en un agujero con un diámetro aproximadamente 1½ pulgadas más grande que el diámetro del ancla. El agujero se llena con una lechada de no encogimiento, usualmente contiene cemento Pórtland, arena y varios químicos para reducir el encogimiento. El ancla lechada transfiere las tensiones al hormigón a través de la cabeza del ancla, y por la atadura a lo largo de la interfaz lechada-hormigón.

· Las anclas expansivas transfieren la tensión al hormigón por la fricción entre el ancla y el hormigón. La fuerza de fricción resulta de una reacción a la compresión generada en oposición al movimiento de un mecanismo de expansión incluido al fin del ancla.

Normalmente, las anclas adhesivas tienen los valores de carga admisibles más altas que las anclas mecánicas. La selección de una ancla prefundida dependerá de su uso y tipo de exposición a la temperatura, humedad, vibración, y posibles derramamientos de químicos. El fabricante debe proporcionar la información requerida para satisfacer las necesidades específicas.

Un ancla del fundimiento in situ se lanza en el hormigón fresco. La tensión se transfiere al hormigón a través de la cabeza incluida en el ancla, o a través de la fuerza de la atadura entre el ancla y el hormigón. Los resultados de la última investigación recomiendan usar las anclas encabezadas en lugar de las "J" o "L" que dependen del nudo en la cabeza.

3.2.3.1 TENSIONES ACEPTABLES - las tensiones aceptables para los anclajes prefundidos son basadas en los resultados de pruebas dirigidas por el fabricante del ancla en particular. Aunque algunas anclas de expansión manufacturadas son capaces de desarrollar su capacidad de acción de tornillo, la mayoría están diseñadas usando cargas admisibles mucho mas bajas que las determinadas por la resistencia del metal de la tornillo.

Normalmente, los factores de seguridad de cuatro a cinco relativos al jalón hacia afuera se usan para determinar una carga admisible para las anclas tipo tornillos retrofit.

Normalmente se diseñan los tornillos de ancla de “fundido in situ” para desarrollar fuerzas tensoras aplicadas mayores, e incluso la capacidad del tornillo, con los factores de seguridad apropiados. La cantidad de empotramiento es dependiente en la fuerza del concreto, la distancia del borde, y espaciado del tornillo. Se describen las prácticas del diseño que se usan para asegurar el anclaje adecuado en la Sección 3.2.3.2. mas comúnmente, las anclas “in situ” se clasifican según los esfuerzos aceptables especificados por la AISC-ASD. En la especificación AISC-ASD, ambos, el esfuerzo aceptable y, en el pasado, el área efectiva varía con el material específico. Por ejemplo, tornillos del ancla fabricadas de material ASTM UN 307 normalmente deben ser diseñados usando el esfuerzo admisible especifico del AISC de 20 ksi junto con el área corroída de "esfuerzo tensor" de la parte enroscada del tornillo. El área corroída de esfuerzo tensor A, normalmente se define como sigue:

At = 0.7854 [d-(0.9743/n)]²

Donde:

d = Diámetro nominal del tornillo en pulgadas.

n = Número de hilos por pulgada.

Una cuota de corrosión puede requerirse y debe agregarse al área del tornillo requerida. Esto variará con la región (en la costa Vs. La sierra, etc.) Y la posibilidad de derramamientos de ácidos u otros químicos. Por este tipo de cosas los valores normalmente van de 3/16 a 1/4 de pulgada.

Las especificaciones de diseño AISC permiten que el esfuerzo sea calculado en el cuerpo nominal o área de la asta de tornillos y partes enganchadas (Especificación de AISC-ASD, Sección, 1.5.2). Sin embargo, diseñadores de cimentaciones de equipo prefieren ser más conservadores en el diseño de tornillos de anclaje que en el diseño de otros componentes de la cimentación. Por ejemplo, cuando se diseñan tornillos del ancla, muchos ingenieros no toman ventaja del un tercio de incremento en el esfuerzo admisible que normalmente se permite bajo las cargas temporales como el viento y sismo. Así mismo, muchos ingenieros, quizá están reconociendo la posibilidad de cargas dinámicas, use área del tornillo en lugar del área del asta más grande, al calcular la capacidad eficaz a tensión del tornillo.

El ACI 349 usa la fuerza de diseño dónde las cargas de servicio para los anclajes se factoriza. Un factor de reducción de fuerza para el acero y el hormigón es consistente con el código AISC-LRFD, y ACI 318.

Ocasionalmente, se usan los materiales con resistencia más altos en el diseño de tornillos del ancla para las cimentaciones de equipo. Sin embargo, el alto costo del material y las grandes complicaciones de atarlos al equipo que es anclado hacen la excepción. Por ejemplo, si el ancla tornillo de material de alta resistencia se usa, un diseño especial de las agarraderas de ancla de tornillo podría tener que ser desarrollado. Cualquier diseño especial que requiere un cambio al estándar de un fabricante, puede costar más en los "extras" que en cualquier ahorro nominal, solo por permitirse el lujo de usar un modelo de tornillo más eficaz. Un ancla dúctil es un ancla suficientemente empotrada para que la falla ocurriera por límite de fluencia y fracturará del acero cuando cargado en tensión directa. Tornillos de mayor resistencia requerirían más empotramiento en el hormigón para alcanzar su capacidad. Debido a que hay datos de prueba insuficientes sobre la ductilidad de anclas de alta resistencia, el ACI 349 recomienda no se debe usar un límite de fluencia f_y MAyor que 120,000 psi.

3.2.3.2 CRITERIO DEL ANCLAJE- En el pasado, ha habido variaciones amplias en el criterio usado para el diseño de la porción empotrada de anclajes de fundido en el sitio que ata el equipo a sus cimentaciones. Antes de 1975, muchos practicantes usaban las cargas admisibles relativamente bajas en los tornillos del ancla (esfuerzo y cortante) contenidos en el Código Unificado de Edificación (UBC). Las cargas admisibles contenidas en el UBC cubre solamente tornillos con cabeza de 1^1/4 pulgadas de diámetro y más pequeños. Estas tolerancias eran originalmente basadas en los datos de prueba mínimos en tornillos de 7/8 de pulgada de diámetro y más pequeños, y es apropiado para longitudes de empotramiento nominales en las secciones de concreto no reforzado.

En la ausencia de un criterio más definitivo, algunos ingenieros han extrapolado los valores del UBC. Ellos han calculado capacidades que usan una variedad de aproximaciones. Éstos han incluido el uso de un esfuerzo de la atadura admisible en el perno del hasta (ACI 318), o un código la esfuerzo de la presión aceptable en la cabeza del anclaje (normalmente un plato o lavandera o ambos). Configuraciones usadas han incluido cualquier ganchos ("L" o "J" teclean los ganchos), o un plato o lavandera a la cabeza del ancla. La falta de criterio definitivo aceptado para el diseño de anclajes del lanzamiento-en-lugar ha sido grandemente un resultado de la ausencia de datos de la prueba fiables. Desde 1964 Ha habido un aumento en el la cantidad de investigación básica en el área de anclaje para hormigón . 1,2,4,6,7,9,10,1 3 Basado en esto se han publicado relativamente nuevos datos, varias guías o prácticas sugeridas (ACI 349, PCI DiseñoManual, y Referencias 4 y 10). El Centro para la Investigación de Transporte, La Universidad de Texas en Austin, ha publicado el re siguiente - los informes de la búsqueda: La investigación Informe 1126-1, el Informe de la Investigación,

1126-2, investigación Informe 1126-3 e Investigación Informe 1126-4F.

A pesar de los nuevos datos y el criterio recientemente sugerido, la práctica de industria ha cambiado despacio. Primero, muchas preguntas permanecen sin contestar. Así, una diversidad de prácticas y opiniones existe. Segundo, quizás porque el acuerdo general lleno no se ha logrado todavía en el criterio apropiado, los códigos ejemplares como el UBC todavía no han puesto al día sus provisiones. La falta de acuerdo general lleno también puede ser explicada repasando la serie de referencia de las pruebas anteriormente.

La conducta de anclas depende de varios variables, incluso lo siguiente,:

• Cargando (la carga axial, el momento, el cortante)
• El tamaño de la atadura de acero
• El tamaño, número, situación, y tipo de anclas
• El coeficiente de fricción entre el plato bajo y el hormigón
• La esfuerzo / la interacción del cortante para una sola ancla
• La distribución de cortante entre las anclas
• La distribución de esfuerzo entre las anclas
• La flexibilidad del plato bajo
• La fuerza concreta
• La configuración del plato baja (incluido, vacíe, o en la almohadilla de lechada levantada, importante para los anclajes sujeto a las fuerzas del cortante)
• El refuerzo en la cimentación o malecón
• Empotre la longitud
• La distancia del borde y espacio del ancla

Las tornillos lisas con los ganchos ("J" o "L" teclean las tornillos) se ha desacreditado justamente bien por la reciente investigación. Como una consecuencia, su uso ha rechazado substancialmente en los recientes años. La configuración preferida es ahora una tornillo encabezada o una vara enhebrada con un plato productivo o una tornillo, o ambos.

Un informe de la Universidad de Texas (la Investigación Informe 1126-4F) estados que encabezaron las anclas deben tener las dimensiones equivalente a una cabeza de la tornillo normal o la tuerca/tornillo normal.

Se dan dimensiones normales para las cabezas de la tornillo en ANSI B18.2.1. se dan dimensiones Normales para las nueces en ANSI B18.2.2. Llevando a la cabeza del ancla no requiere la evaluación.

ACI 349 usos lo siguiente dos métodos de traslado de la cortante:

• Llevando - En conexiones dónde los platos bajos son el rubor montado o sobre la superficie concreta, el mecanismo dominante de traslado del cortante está afectando el ancla. Desde los agujeros en el plato bajo normalmente está encima de clasificado según tamaño según las recomendaciones de AISC, hay una pregunta de cómo el plato entra en llevar contra el ancla y cuántas anclas transferirán la carga realmente (vea Fig. 3.2.3.2). Algunos ingenieros realmente asumen sólo la mitad de las anclas transfiere la carga del cortante. Otros sólo usan ningún más de dos tornillos para el traslado de la cortante.
• Esquile la fricción - el traslado del Cortante es similar al
• el mecanismo describió en 11.7 de ACI 318. Una fuerza de fricción se genera por una fuerza sujetando que actúa como un avión de la cortante fracturado en el hormigón.

Aunque ACI 349 mantiene los procedimientos comprensivos el diseño de tornillo de ancla, allí los restos una diferencia considerable de opinión y practica en la provisión para lleno dúctil empotre para las tornillos del ancla. ACI 318 contiene un párrafo acerca de la ductilidad (15.8.3.3) que la mayoría de los ingenieros considera demasiado vago. ACI 349 especifica esa tornillo empotre se proporcione para la tornillo tensor y capacidades del cortante, sin tener en cuenta las cargas reales. Esto aseguraría una conexión dúctil. Algunos practicantes consideran ACI 349 ser demasiado conservador y proporcionar el anclaje basaron en la fuerza real. Otros, usando el criterio de UBC, que los anclajes del diseñobasaron en las cargas factorizadas. Si la tornillo empotra se diseña para las cargas aplicadas, el ancla no debe ser considerada una conexión dúctil.

Los requerimos empotramos para una tornillo encabezada (o tornillo con una tornillo) es el asumiendo calculado un frustum de un 45 - los deg arrancan cono que emana de la cabeza del ancla a la superficie concreta libre. Un uniforme nominal (tensor) la esfuerzo de

4√f_c’ (con f'_c ‘, en el psi) actuando en el área proyectada de esto venga en la superficie concreta se recomienda como una capacidad del diseñobajo la carga factorizada. Interferencia o solapa con bordes de hormigón o conos de las tornillos adyacentes se deduce de esta área de esfuerzo eficaz. Un criterio que computa las distancias del borde requeridas por resistirse ambos tensor se mantiene y/o fuerzas del cortante.

Un otro aspecto de anclaje que merece la mención es eso de manga de tornillos del ancla. Aquí de nuevo, la práctica varía y algunos practicantes no usan las mangas en las cimentaciones para el equipo estático. Otros insisten en su necesidad, pero usa una variedad de tipos y configuraciones. El propósito primario de manga una tornillo del ancla es aliviar la alineación de la tornillo con la casa en la base - el plato del equipo. Pueden construirse las mangas de cañería, metal en plancha, polietileno de alto-densidad o un agujero formaron usando Styrofoam. Después de la instalación del equipo, las mangas están normalmente llenas con la lechada.

Sin embargo,

Figure 3.2.3.2

algunos ingenieros, particularmente aquéllos que diseñan un poste-tensioned teclee la tornillo, especificará una grasa o los mastic teclean el relleno para la manga.

Cuando una tornillo es totalmente incluido en el hormigón, una ola grande de la atadura para aumentar ductilidad de la tornillo puede lograrse envolviendo la porción superior de la tornillo con cinta del conducto o aislamiento.

Algunos ingenieros especifican las nueces dobles para las anclas bajo la esfuerzo prevenir atrás fuera de.

3.2.4 TIERRA - Los procedimientos por determinar presiones de la tierra aceptables o capacidades del montón están más allá del alcance de este informe. Estas presiones aceptables y capacidades normalmente son establecidas por un consultor del geotechnical que usa los procedimientos normales (no único a las cimentaciones de equipo). Sin embargo, merece la pena que además de las consideraciones del pago, presiones de la tierra verticales aceptables o cargas del montón están también limitadas dividiendo una capacidad nominal por una seguridad factoriza que va de 2 a 5, mientras dependiendo principalmente del tipo de la tierra y el tipo de cargar (temporal o sostuvo).

El criterio para la resistencia lateral de tierra variará con el tipo de cimentación así como el tipo de tierra. Para más cimentaciones del cobertor poco profundos que se excavan, formó, puso, y las presiones de la tierra llenas, pasivas regresan abandonadas. Normalmente se presume resistencia a las cargas laterales para ser exclusivamente un resultado de fricción del fondo. Esto está principalmente debido a la incertidumbre con respecto a la calidad del material de hartura de parte de atrás y el mando de su colocación. Sin embargo, algunos ingenieros del geotechnical incluirán la resistencia lateral de presiones pasivas a un cierto grado, consistente con el movimiento lateral aceptable, si una cierta profundidad de atrás calidad de acabado de hartura se ignora en su cálculo.

La resistencia lateral de cimentaciones del montón es a menudo sólo el usando determinado la resistencia lateral de los pilotes. En estos casos, se ignora la resistencia contribuida por presión de tierra de pasivo que actúa en los lados de la cabeza del pilote. Sin embargo, si los desplazamientos laterales de las cimentaciones del montón se puestos "grande" (los pilotes flexibles), la resistencia de la tierra pasiva puede ser incluida en el plan. Alternativamente, si hay espacio adecuado pueden usarse los pilotes disponibles, golpeado para resistirse las cargas laterales.

Se diseñan los cajones de municiones taladrados usando a menudo las presiones de la tierra horizontales para resistirse las tijera grandes horizontales a la cima de la cimentación, así como volcando los momentos La presión lateral "aceptable" normalmente se deduce de un desplazamiento lateral permitido a la cima de la cimentación. El procedimiento puede ir de asumir un perfil de presión de tierra directamente a un análisis de interacción de cajón de municiones-tierra complejo.

3.3 - LA TIESURA / LAS DESVIACIONES El criterio para tiesura o las desviaciones aceptables para las cimentaciones los equipos estáticos de apoyo varían, mientras dependiendo ampliamente de la aplicación particular. Para muchas aplicaciones, no hay ningún requisito especial de otra manera que diseñar el juicio. Para otros, las desviaciones pueden necesitar ser controladas herméticamente.

Liquidación del diferencial o el movimiento lateral entre los pedazos adyacentes de equipo que se conecta conduciendo por tuberías, conducto, las cascadas, que las bandas transportadora, etc., pueden tener que ser controladas para evitar encima de enfatizar el conducto o misaligning los cinturones o cascadas. Algunos tipos de vasos pueden ser reparados conduciendo por tuberías eso es vaso o cerámica lineados. Los desplazamientos tolerables para los tales artículos frágiles pueden ser tan bajos como unas centésimas de una pulgada. Un poco de equipos pueden requerir la alineación precisa para su funcionamiento apropiado. Sin embargo, como un orden áspero de magnitud, pagos a largo plazo de 1/2 in., o los movimientos laterales a corto plazo (como bajo la carga del viento) de 1/4 in. es normalmente conveniente para la mayoría el noncritical el equipo estático.

Para algunas aplicaciones, flexibilidad en lugar de la tiesura

(o rigidez) es el resultado deseado. Cimentaciones que apoyan el equipo conectaron al alto-temperatura conducir por tuberías, o ese apoyo los fines opuestos de un vaso horizontal o permutador de calor sujeto al crecimiento termal habrán reducido las fuerzas substancialmente si ellos poseen una flexibilidad modesta incluso.

3.4 - LA ESTABILIDAD Además de la presión de la tierra y pago, debe verificarse también la estabilidad para determinar un tamaño de la cimentación mínimo. Deben hacerse los cheques de estabilidad, como aplicable, por resbalar, volcando, y levantamiento.

La estabilidad corrediza puede ser de preocupación para las cimentaciones en tierras relativamente débiles que los equipos de apoyo sujetaron a las fuerzas laterales grandes. Las tales situaciones pueden incluir a los hombres muertos, mientras reteniendo las paredes, o permutadores sujeto al tirón del bulto. La estabilidad corrediza normalmente es verificada verificando ese fuerzas laterales es fricción baja menos aceptable o adherencia, más la presión pasiva.

Volcando el criterio de estabilidad frecuentemente controlarán en el diseño de cimentaciones con las presiones de la tierra aceptables altas, o en el diseño de cimentaciones para equipo alto sujetado a viento alto o las cargas sísmicas. El tamaño de cimentaciones para los vasos altos y pilas normalmente se controla volcando. Una proporción de estabilidad se usa para caracterizar la resistencia de una cimentación a volcar. Se define como el momento resistiéndose dividido por el momento volcando.

Se computan los momentos al borde del fondo de un cimentación del cobertor. El momento resistiéndose incluye el peso permanente del equipo, cimentación, y sobrecarga de la tierra. El nivel activo, o cargas de servicio, se usan en el cómputo.

Para cimentaciones que apoyan un pedazo entero de equipo, como un vaso vertical en un cimentación del cobertor o un calentador apoyó en una estera combinada, la proporción de estabilidad puede simplificarse a la fórmula siguiente:

Stability ratio = PD/2 = D

M 2e

Donde:

P = la carga vertical debido al peso de hormigón y equipo

M = volcando momento aplicado a pagar

D = afile para afilar distancia de pagar en la dirección de volcar el momento

e = M/P

Las ecuaciones alternativas en uso están basadas en un área de fundación requerida en compresión con el suelo. Un índice de estabilidad de 1.5 iguala a la mitad el área de fundación en compresión.

Para fundaciones aisladas soportar una parte de equipo como un calentador, en cimentaciones aisladas separadas, una porción del momento volcador puede resistirse por fuerzas verticales en cada cimentación. Ésta es una situación de levantamiento combinado y estabilidad de volcamiento. El índice de estabilidad es entonces determinado por cálculos separados de los momentos de borde de cimentación debido al peso del muerto y viento o seísmo.

Generalmente, una cimentación probablemente fallará en otros modos antes que el volcamiento. Algunos profesionales incluyen consideraciones de falla del suelo de acuerdo con las recomendaciones públicas de diseño de ACI 336.2R y ACI

336.3R. La mayoría de los profesionales, sin embargo, usan los métodos más simples descritos anteriormente como una indicación general del factor de seguridad contra volcamiento.

Aunque el concepto de índice de estabilidad es bastante directo, hay una gama amplia de valores mínimos requeridos. Algunos de los profesionales más conservadores requieren que toda la base de una cimentación permanezca en compresión, y de esta manera implicar un índice de estabilidad de 3.0 a 3.75, dependiendo de la geometría de la cimentación. Algunos ingenieros requieren que el índice de estabilidad no sea menos de 2.0, pero muchos permiten un índice de estabilidad de 1.5. Un índice de 1.5 es el valor más bajo que normalmente se acepta y es el mínimo especificado por UBC, SBC, y BOCA para cargas del viento. Ninguno de estos códigos especifica un índice de estabilidad mínimo no para cargas sísmicas.

Para cimentaciones sostenidas por pilotes, el concepto de un índice de estabilidad es claro donde los pilotes no se diseñan para resistir levantamiento. El centro de momentos se toma en el pilote que se encuentre en el lado más protegido del viento. Sin embargo, cuando los pilotes tienen una capacidad de resistir tensión, el concepto se torna ambiguo y raramente se usa.

Para cimentaciones de pilotes barrenados, el procedimiento para usar el índice de estabilidad es poco claro y muchas prácticas diferentes prevalecen. Por ejemplo, puesto que un pilote barrenado puede movilizar presión lateral pasiva de suelo para resistir volcamiento, un índice de estabilidad podría definirse por cualquiera de las siguientes dos fórmulas:

SR₁ = PD/2 + Mp

M (3-10)

CAPÍTULO IV. MÉTODOS DE DISEÑO

SR2 = PD/2

M - M_p (3-11)

Donde Mp es la resistencia a un volcamiento provista por la presión lateral pasiva de suelo, y el centro de momentos está de nuevo en la punta de la base del pilote barrenado. La primera de las definiciones anteriores de índice de estabilidad sería más significativa para un pilote barrenado (particularmente un fuste recto) cuyo diámetro es relativamente pequeño comparado a su profundidad, y que confía predominantemente en la presión lateral de suelo (acción poste) para su resistencia a volcamiento. Sin embargo, la segunda definición podría ser apropiada para un pilote barrenado de gran diámetro y poco profundo cuya resistencia mayor a volcamiento es el tamaño de la campana.

4.1 MÉTODOS DISPONIBLES Las cimentaciones para equipo estático generalmente están diseñadas por el Método de Diseño por Resistencia o el Método de Diseño Alterno (anteriormente llamado el método de "Tensión Trabajante" como lo definió el ACI 318). Mientras los profesionales en general han adoptado el Método de Diseño por Resistencia, hay todavía muchos ingenieros que usan el Método de Diseño Alterno. Tal uso persiste, principalmente debido a la familiaridad ganada a través de muchos años de uso.

Un tercer método de diseño que todavía tiene que lograr reconocimiento formal o a aprobación por un cuerpo del código de escritura estadounidense es el Método de Diseño Límite. El Método de Diseño Límite en el hormigón reforzado parangona el Diseño Plástico en el acero estructural. Su rasgo más significativo es su reducción de problemas de análisis complejos a problemas de línea de rendimiento relativamente simples. Este método a veces se utiliza en el diseño de cimentaciones complejas que presentan problemas de análisis elásticos complicados. El Método de Diseño Límite no se cubre en este capítulo.

4.2 PERNOS DE ANCLAJE Y DISPOSITIVOS DE CORTE Fuerzas de viento, sismo, térmicas y otras fuentes deben ser transferidas a través de equipo estático en la cimentación de soporte. Los anclajes típicos consisten en pernos de anclaje para transferir fuerzas de tensión o una combinación de fuerzas de tensión y corte. Cuando se requiera, pueden usarse agarraderas de corte para transferir las fuerzas de corte.

4.2.1 TENSIÓN - se proporcionan pernos de anclaje principalmente para transferir las fuerzas de tensión. Ellos consisten de varios tipos diferentes y generalmente entran en una de las categorías demostradas en la Fig. 4.2.1a. Tipos "L" y "J", que son pernos fundidos en-lugar, confían en la adherencia para desarrollar las capacidades de los pernos. Los tipos "P", "N", "H", "PN", "PH", y "S", que también son pernos fundidos en-lugar, confían en la fuerza de adherencia del hormigón. Los tipos "SD" y "DI" son, respectivamente, pernos auto barrenables y perdibles que confían en fuerzas expansivas para transferir la tensión al hormigón o al anclaje mecánico.

Los varios tipos de pernos generalmente son de acero al carbono o materiales de baja aleación bajos y pueden ser provistos con mangas.

‘BL’ ‘J’ ‘P’ ‘N’ ‘PH’

‘PN’ ‘BS’ ‘SO’ ‘DI’ ‘H’

Fig. 4.2.1a-- Tipos de pernos de anclaje seleccionados(otros tipos de pernos de anclaje pueden estar disponibles aunque no se muestren)

Pernos del tipo "S" de manga abierta pueden ser poste-tensionado para asegurar la tensión del tornillo residual si se desea.

El diseño de pernos de anclaje es un procedimiento de varios pasos. Las fuerzas de tracción en el modelo asumido del perno son calculadas. Después de esto, el área del tornillo y empotramiento son determinadas, seguida de consideraciones por la distancia de borde y espaciamiento.

Generalmente, una fórmula de fuerza de perno se usa para calcular la fuerza máxima del perno, F. Tal una fórmula (debajo) es fácil de aplicar, y siempre es conservadora:

F = (W/N) [(4e/d) - 1] or F = (4M/Nd) - W/N (4-l)

Donde:

W = el peso de equipo

N = el número de tornillos

e = la excentricidad de carga vertical (M W)

M = el momento aplicado al anclaje

d = el diámetro de círculo del perno

Para el equipo estático de alto-perfil ( altura/diámetro >7 ), típicamente contenedores altos y pilas, la determinación apropiada de fuerzas de pernos de anclaje es un requisito primario del diseño de la cimentación. Para tal equipo, un método más exacto se usa a menudo. Para instalaciones menos críticas se asume que los pernos de anclaje comprenden un anillo anular de acero en una sección hueca de columna de concreto (vea la Fig. .2.1b). El eje neutro de la sección cambia a dónde hay una condición de equilibrio entre el acero y el hormigón. Este procedimiento resulta a menudo en requisitos de perno considerablemente reducidos comparados con los calculados usando la fórmula de la fuerza, pero se requiere más tiempo y esfuerzo aplicar.

Habiendo determinado la fuerza(s) en las pernos de anclaje, uno debe determinar el área requerida, debe seleccionar el tipo de perno, y debe calcular el empotramiento requerido. El área puede ser determinada siguiendo el criterio dado en la Sección 3.2.3. para el tipo de perno seleccionado, el empotramiento se computa para satisfacer los requisitos de la retirada o para transferir las fuerzas de tracción al refuerzo vertical desde los pernos fundidos en los pedestales. Cuando se usan clavijas verticales para transferir las fuerzas de tracción a las cimentaciones, debe tenerse cuidado para asegurar que se de una longitud de desarrollo suficiente como se muestra en la Fig. 4.2.1c. El Capítulo 12 de ACI 318 debe usarse determinando la longitud de desarrollo para barras verticales en pedestales.

Las longitudes de empotramiento para pernos de anclaje de tipo "L" y "J" han tradicionalmente determinados usando cláusulas de esfuerzos de adherencia para barras llanas tomadas del Capítulo 18 de ACI 318-63. La distancia del borde y espaciamiento de perno son muy importantes en el diseño de pernos de anclaje que cuentan principalmente con la fuerza de adherencia del hormigón (tipos "P", "N", "H", "PN", el "PH", y "S", Fig. 4.2.la).

(4-3)

4.23 CORTE - las fuerzas del Corte pueden ser transferidas por una variedad de mecanismos: fricción que es el resultado de la acción de sujeción proporcionada como resultado de apretar el(los) perno(s), agarraderas de corte o localización directa del anclaje contra el hormigón.

La Tabla 26-E del Uniform Building Code (UBC-91) puede usarse para diseñar pernos de anclaje para corte. Los valores tabulados aplican pernos de anclaje encabezados (tipo "N" y "H") fundidos en hormigón simple.

Diseños que confían en los pernos de anclaje para transferir corte a través de conectores a los lados de un plato bajo o a través de placas de corte soldados al fondo del plato bajo deben ser abordados con cautela. La probabilidad que todas los pernos en un grupo grande o modelo participen igualmente en el traslado de la carga de corte en la conexión es poco realista.

Dado la práctica normal de usar encima de los agujeros clasificados según tamaño en el plato bajo y el misalignments pequeño que ocurren entre las tornillos, sólo un fragmento de las tornillos llevará simultáneamente contra el plato bajo y de será capaz de transferir la carga del cortante (vea Fig. 3.2.3.2).

4.2.3 ESFUERZO / LA INTERACCIÓN DEL CORTANTE - Cuando echa el tornillo a la esfuerzo

y las fuerzas del cortante están presentes en un anclaje, la interacción de los dos debe ser considerada. Frecuentemente, se usan las relaciones de la interacción como aquéllos especificados por la Sección de AISG-ASD J3.6 (AISC-1989) para las tornillos estructurales. Recientemente, al de et de Cañón., 4 han recomendado que las áreas de acero requirieron para el cortante y esfuerzo sea aditivo. El pensamiento actual de ACI 349 recomienda dos métodos para el cortante y esfuerzo en el ancla. Para anclas que transfieren el cortante llevando, una interacción de cortante de esfuerzo lineal es conservadora. Una interacción de cortante de esfuerzo elíptica es aceptable, pero es más difícil aplicar. Donde cortante la fricción se usa, la fuerza requerida del ancla es una suma de la fuerza tensor requerida para la esfuerzo directa y la fuerza tensor requeridas para la fricción del cortante.

4.3- LA ESFUERZO PRODUCTIVA

Deben diseñarse las porciones de la cimentación en el contacto con los platos de base de equipo o los anillos montando para obedecer las tensiones de la presión permisibles cedido 3.2.1.5

4.4 - LOS PEDESTALES

En el diseño de cimentaciones de equipo, el pedazo de equipo puede localizarse uno o más pies sobre la calidad por las varias razones funcionales y operacionales. La almohadilla de la cimentación puede fundarse varios pies debajo de la calidad

Uno o más pedestales pueden ser necesarios apoyar el equipo y transferir el diseñocarga a la cimentación.

Por la definición, un pedestal es una columna corta. Ellos deben diseñarse para la combinación crítica de carga vertical y momento. Normalmente se diseñan los pedestales octágonos como las columnas redondas de área equivalente.

El refuerzo vertical es colocado para resistirse las tensiones tensores en el pedestal. La condición cargante controlando para el refuerzo se produce a menudo por el momento máximo con la carga vertical mínima. El refuerzo se diseña por uno de cuatro métodos: (1) proporcionando el refuerzo vertical con un igual de capacidad de diseñoa o mayor que eso proporcionó por las tornillos del ancla, (2) diseñando el pedestal como una columna con el refuerzo vertical en la esfuerzo y se cuaja en la condensación, (3) aplicando la fórmula de esfuerzo combinada al área del refuerzo solo, o (4) diseñando el pedestal como un miembro del flexural, descuidando la condensación axial.

4.5 - LA PRESIÓN DE LA TIERRA

4.5.1 cimentaciones del cobertor - los cimentaciones del Cobertor pueden ser divididos en dos categorías generales: aquéllos sujeto a la presión de la presión llena dónde el resultante que la fuerza vertical está dentro del kern de la base; y aquéllos sujeto a la presión parcial dónde las mentiras de fuerza de resultante fuera del kern. Para la presión del contacto llena, pueden usarse las propiedades gruesas del área baja para determinar la distribución de presión de tierra. El formulario aplicable de la fórmula de esfuerzo combinada para esta condición es:

Q = (W\A) ± (Mx/Sx) ≠ (My/Sy) (4-2)

Donde:

Q = la presión de la tierra a las esquinas a la cimentación

W = el resultante de la carga vertical

A = el área baja de la estructura

Mx, My = los momentos sobre los ejes centroidal x y y

S_x, Sy = sección moduli de la base sobre los ejes centroidal x y y

El uso de esta fórmula asume un cimentación rígido con la distribución lineal de esfuerzo / la esfuerzo en el subrango de apoyo. Para el caso del contacto parcial, la fórmula de esfuerzo combinada no es aplicable, como él requeriría desarrollo de resistencia tensor entre la tierra y el cimentación. Si el criterio de estabilidad volcando se reúne, entonces se reúnen las asunciones matemáticas de la fórmula siguiente.

Para el contacto parcial:

Q = 2W

3B (L/2- e)

Donde

e = M/W

B = ancho de base

L = Longitud

4.5.2 MALECONES TALADRADOS - malecones taladrados consisten en fuste o varas rectos con o a menos que los fines del belled. Generalmente se usan los malecones taladrados en tierras cohesivas dónde pueden mantenerse los lados del agujero. En arena, una cubierta está con tal de que puede retirarse como el hormigón se pone. El cuidado debe tenerse durante el levantamiento para asegurar que el hormigón no se perturbará, se tirará separadamente, o se pellizcará fuera de por los movimientos de tierra (ACI 336.3R, Sección 4.3.3). sólo pueden taladrarse las Campanillas en las tierras cohesivas con la fuerza suficiente prevenir su derrumbamiento en la base durante taladrar. Diseñe las recomendaciones para los malecones taladrados es colocado en ACI 336.3R.

4.5.2.1 PRESIÓN DE LA BASE Y CAPACIDAD DEL MALECÓN - se resisten presiones de la tierra Verticales para un malecón largo como la fricción superficial en la superficie del fuste o vara. Dependiendo adelante si o no la base del malecón descansa en la piedra, la contribución de llevar las presiones contra la base (punto-productivo) a la capacidad global de tales malecones pueda o no puede ser significante. La resistencia del levantamiento de malecones largos normalmente es una función de la fricción superficial y malecón la carga muerta.

Para un malecón corto, la fuerza vertical se lleva grandemente por la base. Si las cargas laterales y momentos son pequeños, la capacidad del malecón es aproximadamente igual al área baja cronometra la capacidad productiva de la tierra a la base. Si las cargas laterales y momentos son significantes, se asume que el malecón se resiste las cargas aplicadas como pintado en el Fig.

4.5.2. para un malecón del fuste o vara recto, se asume la presión vertical en la base para ser distribuido encima del sotavento la mitad de la base. Para un malecón del belled, la presión baja es computó usando la fórmula de esfuerzo combinada, mientras asumiendo que la tierra encima de la mitad de la protección del viento de la campanilla causaría la campanilla para actuar recíprocamente con la tierra de la manera de un cimentación del montón con la capacidad del levantamiento

a. el FUSTE O VARA RECTO b. EL FUSTE O VARA ACAMPANADA

Fig. 4.5.2 - la distribución de Presión en los malecones taladrados

Se seleccionan campanilla y diámetros del fuste o vara para guardar las presiones de la tierra verticales dentro de los valores aceptables.

Normalmente se toma capacidad del levantamiento de malecones del belled como el peso de tierra sobre la campanilla. Una práctica es asumir un cono con un ángulo de 45 a 65 deg con el horizontal. Una alternativa, el acercamiento más conservador considera sólo el cilindro de tierra sobre la campanilla.

4.5.2.2 PRESIONES LATERALES - las presiones de la tierra Laterales en un malecón largo, debido a cargas laterales o momentos a la cima del malecón, es determinado por la consideración de características de desplazamiento de carga de la tierra y las propiedades elásticas del malecón. El malecón se trata como una viga en el nonlinear (linear= lineal) ensucie primaveras. Las presiones laterales aceptables son basado en limitar el desplazamiento lateral del malecón a la superficie molida, el ser de valores típico 1/4 a 1/2 en.

En el caso de malecones cortos (aquéllos con una longitud del fuste o vara a la proporción del diámetro menos de 10), el malecón es considerado rígido, con las presiones laterales que varían de la manera necesario satisfacer las estáticas (vea Fig. 4.5.2a). Donde curó las tierras existen a la calidad, la cima que se ignoran a menudo dos o tres pies de tierra determinando la resistencia a las cargas laterales.

4.5.2.3 DESVIACIÓN LATERAL - las desviaciones Laterales pueden ser determinadas tratando el malecón como una viga en el nonlinear (linear= lineal) ensucie primaveras. Para hacer para que, un coeficiente de reacción del subrango horizontal se selecciona basado en la consistencia de la tierra y los datos publicados, o en una prueba del campo real.

4.5.2.4 PAGO - Taladró generalmente se fundan los malecones en la piedra, en la capacidad productiva alta las tierras granulares, o en el cadáver, las arcillas incompresibles. Para estos tipos de tierras, y donde la deuda considera para el pago se ha considerado para en las capacidades productivas aceptables, ningún pago vertical apreciable ocurrirá. Por consiguiente, el pago normalmente no se computa para estas tierras. Sin embargo, cuando los malecones se localizan en o por las arcillas más débiles, un análisis del pago se requiere; en este caso, la norma hace trampas - la teoría de la solidación puede aplicarse.

4.5.3 BALSA O CIMENTACIONES DE LA ESTERA - las presiones Productivas bajo balsa o cimentaciones de la estera son dependientes en varios factores. Estos factores incluyen el tipo y compresibilidad de la tierra, y la rigidez relativa de la estera como comparado a la tierra.

Se presentan procedimientos para el diseño de tales cimentaciones en ACI 336.2R. UNA asunción simplificando que es conservador del punto de vista de diseño del flexural (flex =flexible) considera que la estera para está rígida y asume una distribución lineal de la reacción de subrango de tierra.

Donde diseño de equipo o la geometría de la estera es compleja, algunos ingenieros usan un análisis del elemento finito en que la tierra se representa como una serie de primaveras elásticas.

4.6- CARGAS APILADAS O AMONTONADAS Cuando los estratos de la tierra superiores son demasiado débiles para apoyar los cimentaciones del cobertor, entonces cimentaciones de la estera o pilotes del fin que lleva o el tipo de fricción se usa para apoyar las cargas

Generalmente, se asume que los pilotes son muy el cadáver verticalmente, y se asume que la cabeza del pilote es el flexurally ( flex = flexible) rígido.

Cuando no se usan los conectores, la fórmula de esfuerzo combinada puede aplicarse para determinar las cargas del montón verticales. Si los pilotes están sujeto al levantamiento, se asume que las cargas del montón varían linealmente, con la fuerza de montón de resultante que coincide con la situación de la fuerza aplicada a su excentricidad del eje neutro.

Pueden asumirse las cargas laterales para ser distribuido igualmente generalmente en el grupo del montón con las tijera grandes de montón de resultante consideró ser independiente de las fuerzas verticales. Otros métodos el Procedimiento de tal Saúl, podrían usarse 12 para el análisis de grupos de pilotes. Para el equipo estático con el área de la superficie grande sujeto al viento o con distribución de masa que produce las fuerzas sísmicas altas, las cargas laterales pueden controlar el número de pilotes requerido. En la resistencia de tierra pasiva en la cabeza del pilote se confía a veces para reducir el cortante en los pilotes.

Hay varios procedimientos sofisticados por determinar las cargas en los grupos del montón. Típicamente, éstos se usan donde una combinación de pilotes verticales y pilotes de batido, o todo el batido amontona, se selecciona. Normalmente el procedimiento simplista de poner el batido basó en el cortante del carga-máximo vertical mínimo que la condición cargante se usa.

Las cargas aceptables en los pilotes son determinadas de acuerdo con los principios de mecánicas de la tierra. Para trabajos grandes dónde un montón que prueba el programa se garantiza, la selección del tipo del montón más eficaz y la capacidad permisible máxima puede hacerse. Capacidad vertical aceptable así determinada puede estar sujeto a la reducción para la acción de grupo. La capacidad horizontal aceptable es basado en limitar la desviación lateral bajo la carga del cortante, y generalmente no se considera que es disminuido por la acción de grupo.

4.7 - los procedimientos de diseño de cimentación

4.7.1 cargas factorizadas - la Cimentación área baja o el número de pilotes o malecones son determinados del servicio (el unfactored (factored= factorizado)) las cargas. El uso del Método de Diseño de Fuerza para el diseño estructural de elementos de la cimentación de hormigóns reforzados requiere la aplicación de cargas factorizadas. Debiendo a la dificultad de rastrear la contribución de cada tipo de cargar, la aplicación de un solo factor de carga se usa a menudo en el diseño de cimentaciones de equipo diseñó usando el Método de Diseño de Fuerza. Típicamente, un igual de factor de carga compuesto a 1.6 se usa.

4.7.2 MOMENTOS POSITIVOS Y EL FLEXURAL CORTANTE - las Cimentaciones para el equipo estático generalmente consisten en cimentaciones aislados, esteras, o gorras del montón debajo de la calidad con uno o más pedestales que proyectan sobre la calidad. Para cuadrado o las cimentaciones rectangulares, las secciones críticas para el momento y cortante son como descrito en Capítulo 15 de ACI 318 (vea Fig. 4.7.2a). Una excepción al procedimiento de ACI ocurre con profundo / grueso del montón de capas con alta capacidad de amontonar (refiérase al Manual de CRSI).

Fig. 4.7.2a--las secciones Críticas

Fig. 4.7.2b--las opciones base del Octágono

El diseño reforzando para los cimentaciones octagonales puede ser embarazoso dado la forma de la estera y la configuración del refuerzo (Fig. 2.2.1). Por consiguiente, se convierten a menudo las geometrías octágono a las formas redondas equivalentes como mostrado en Fig. 4.7.2b. Una forma redonda equivalente le hace más fácil para manejar controlando combinaciones de carga que no se orientan en las hachas octágono mayores. El momento del diseño para un cimentaciones octágono generalmente determinadas en una de dos maneras (vea Fig. 4.7.2c). En el método "a", el momento a la cara del pedestal cuadrado equivalente es basado en el área del cimentación quedando fuera de la sección crítica y extendiendo la anchura llena del cimentación. En método "b", conocido como la "un franja de base" el método, una franja de anchura de la unidad se sujeta a la distribución de presión de tierra máxima; este método proporciona los resultados más conservadores. El acero reforzando para el cimentación entero es basado en los requisitos de esta franja. De los dos métodos descritos sobre, la sección de anchura llena requiere el menor refuerzo.

El cortante de la viga para una cimentación octágono es generalmente determinado como mostrado en Fig. 4.7.2d. En método "a", el cortante se computa en el área del octágono bajo, unida por la sección crítica a una distancia d del pedestal cuadrado equivalente, y 90 deg líneas radiales deducidas del centro del extenderse bajo a través de las esquinas del equivalente honradamente. Alternativamente, en el método "b" el cortante se computa en el área del octágono bajo (o círculo) quedando fuera de la sección crítica y abarcando la anchura llena del cimentación a la sección crítica.

Para una cimentación de la estera rígida los pedestales múltiples de apoyo, la magnitud de positivo y los momentos negativos pueden ser determinados por la teoría de la tabla sentido único o bidireccional elástica. Si la estera se diseña como un sistema flexible, un análisis de la computadora que trata la estera como una viga o chapa en una cimentación elástica se usa (refiérase a ACI 336.2R).

4.7.3 MOMENTOS NEGATIVOS.- Para un pie de la extensión con el resultante fuera del núcleo, el pie se sujeta solamente parcialmente a la presión positiva del suelo en el lado de barlovento. El momento negativo del diseño es determinado sumando los componentes negativos del momento producido por el peso de pie, la sobrecarga, el cargamento de la sobrecarga, y cualquier componente positivo de la presión baja

Según lo ilustrado en la figura 4.7.3, el componente positivo del momento a menudo conservador se descuida.
En el caso de una fundación de la pila donde se desarrollan las capacidades de la tensión de la pila, los momentos negativos no deben ser no hechos caso

La localización y la anchura de las secciones críticas por momentos negativos son idénticas a ésas para el momento positivo. Asimismo, el procedimiento de cómputo para las fundaciones octagonales o circulares es igual que ése para momento positivo

4.7.4 LA CIZALLA DE PERFORACIÓN (DE DOS VÍAS) - la sección crítica para la cizalla de perforación está según lo abandonado en la sección 11.12 de ACI 318. Un procedimiento alterativo implica el computar de la cizalla en la mitad cargada más pesada de la sección crítica según las indicaciones de Fig2. 4.T4.

Para los muelles sujetados por largos periodos y ademástomando en cuenta las fuerzas verticales, la superficie de perforación sale de un cono o de una pirámide truncado simple. El informe ACI 426R se debe consultar en tales casos.

4.7.5 REFUERZO A FLEXIÓN. Los requisitos mínimos del refuerzo a flexión de ACI 318 se han interpretado varias maneras, donde se refiere el diseño de la fundación. Algunos ingenieros especifican un refuerzo mínimo de 200 fy a menos que se proporcione una mitad de más refuerzo que requerido por el análisis. Otros especifican un refuerzo mínimo de la temperatura o de la contracción. La sección 10.5.3 de ACI 318R recomienda un refuerzo mínimo de la contracción y de la temperatura para las esteras y otras losas que proporcionan la ayuda vertical. Si se asume que la categoría de “armaduras y de otras losas” para incluir fundaciones, la disposición de la temperatura y el refuerzo de la contracción aparecerían bajos reunión el intento del código. Por otra parte. Las 200/provisiones fy se aplican específicamente a las vigas que han sido de gran tamaño para arquitectónico o a otras razones. Por lo tanto la mayoría de los ingenieros no considerado los 200/fy, disposición aplicable al diseño de la fundación.

Codificar los criterios especificados debe ser seguido para proporcionar ancladero adecuado en cada lado de la sección crítica. La atención particular se debe dar en el caso de los pies octagonales diseñados usando el procedimiento de la fig 4 7.2c, método “A.” para las fundaciones octagonales, el refuerzo a flexura se coloca en esteras según las indicaciones de fig . 2.2.1 Donde se utilizan las fundaciones hexagonales, las configuraciones similares se proporcionan típicamente.

4.7.6 REFUERZO DEL PEDESTAL - los pedestales grandes del equipo abarcan generalmente una mayor área que lo requerida por las cargas implicadas, por lo tanto, sólo una cantidad pequeña de refuerzo se requiere. Algunos ingenieros utilizan el mínimo de los por ciento del 1/2 de las secciones 10.8.4 y 1.9.1 de ACI 318. Otros preguntan esta práctica sobre la base que las áreas del pedestal asociadas al equipo estático son generalmente mucho más grandes que ésas asociadas a las columnas del edificio a las cuales las provisiones de ACI 318 se tratan sobre todo

CAPÍTULO 5. CONSIDERACIONES DE LA CONSTRUCCIÓN

Las fundaciones para el equipo estático son similares en la configuración y la construcción a las fundaciones para las estructuras. Además, las fundaciones deben resolver cualquier requisito específico del fabricante de equipo para mantener el grado y la alineación exactos, tan bien como para transferir las cargas del equipo a las estructuras o al suelo de soporte. Para fundaciones más masivas del equipo, esto puede requerir las fundaciones rígidas apoyadas por los suelos o la roca firmes.

Las armaduras de la fundación se pueden apoyar directamente por el suelo o la roca, o las pilas o los embarcaderos perforados se pueden utilizar para extender la fundación al suelo o a la roca firme. La selección del tipo más apropiado de fundación depende de las condiciones geotécnicas del sitio. El grado de la preparación subsuperficie de la investigación y el resultar, si la hay, es determinado por el ingeniero y el consultor geotécnico.

5.1 - PREPARACIÓN Y MEJORA SUBSUPERFICIES
5.1.1 GENERAL - el sitio es de una forma constante preparado con el diseño y con particular atención bajo las características de la ingeniería de suelos. La compactación o la consolidación de los suelos suaves es de uso general aumentar fuerza de sustentación y reducir el potencial para el establecimiento de la fundación. En muchos casos los suelos inadecuados son quitados y substituidos por el material de los sonidos que se condensa para resolver los requisitos del diseño. Donde se encuentran los suelos inadecuados de la fundación, y la mejora o el reemplazo in situ de los suelos no es práctico, las pilas o los embarcaderos perforados se pueden utilizar para extender las fundaciones al suelo o a la roca conveniente del cojinete.

5.12. ESPECÍFICO. Superficie inferior, preparación y mejoras. - la preparación subsuperficie específica y el tratamiento relacionado pueden ser requeridos si la investigación o la excavación geotécnica durante la construcción indica que las características existentes del suelo no archivarán el funcionamiento requerido de la fundación. Las condiciones que requieren la preparación y el tratamiento especiales son:

• Las condiciones del suelo encontrado son diferentes a las condiciones asumidas para el diseño.
• Taludes inestables.
• Arenas sueltas.
• Suelos compresibles suaves así como arcillas no consolidadas y suelos sumamente orgánicos (Ej. turba).
• Planos o fallas resbaladizos.
• Nivel freático alto u otras condiciones de saturación.

Las más comunes de las preparaciones y de los tratamientos subsuperficiales específicos del sitio para las condiciones antedichas son:

a) Taludes inestables de excavaciones - Estas pueden ser estabilizadas tratando de aplanar más las pendientes, embancando, reduciendo el nivel de agua, apuntalando, congelando, inyectando lechadas químicas, o sustentando con mezclas densas.

b) Estratificación – Con excavaciones con pendientes paralelas a loa dirección de la estratificación son evitadas tratando de aplanar las pendiente o proveyendo el apuntalamiento adecuado.

c) Excavación Húmeda – Durante la construcción, el agua de la tierra es normalmente reducida por debajo del nivel de fondo de la excavación. Un método comúnmente usado para lograr esto es usando Bombas bien profundas o puntos bien profundos. Otro método es crear una barrera impermeable alrededor de la excavación con ataguías o caissons, con inyecciones de lechadas químicas, pilas de hoja o fosos de mezcla. Una perforación es típicamente hecha para colectar el agua subterránea.

La selección de un método apropiado depende en las características de la subsuperficie de suelo encontrado, los costos, y de las preferencias del constructor.

d) Cavidades pequeñas superficiales en arenas flojas – Esto es normalmente compactado con el grado de la especificación de compactación. Alternativamente, si el suelo predominante es duro, la arena floja puede ser removida y remplazada con concreto inclinado.

e) Grandes depósitos de arenas flojas – Las arenas flojas pueden ser estabilizadas por vibro-flotación o consolidación dinámica, cualquiera de estas ofrece una ventaja económica.

f) Presencia de material orgánico o arcillas suaves no consolidadas – Todos los materiales orgánicos y las arcillas suaves son normalmente y remplazadas con relleno cambiable bien compactado que provee de las características deseadas para el funcionamiento adecuado de la cimentación. Alternativamente, pilotaje o las columnas taladradas pueden ser usados para soportar las cargas de cimentación a estratos más profundos.

g) Roca fisurada – La extensión de fisuras es evaluada para determinar si el tratamiento de mejora es necesario. Lechadas a presión es un remedio factible para algunos tipos de fisuras. En el caso de averías sísmicas, una evaluación geotécnica y geológica cuidadosa es requerida para comprobar el peligro potencial. Donde el peligro realmente existe, la reubicación de toda la estructura para evitar el peligro es un remedio adecuado.

h) Roca irregular resistida – Las costuras resistidas son limpiadas y remplazadas con concreto magro. Como alternativa, la cimentación podría ser bajada a una roca anunciada.

i) Cavidades de la solución en depósitos de la piedra caliza – Los vacíos se bombean por completo de la lechada si son pequeños, o concreto magro bajo una cabeza de presión en la caja de agujeros grandes.

j) Arcillas no consolidadas - Las arcillas pueden ser cargadas y los establecimientos relacionados monitoreados. (Una identificación temprana es muy importante para ganar tiempo y evitar retrasos en los itinerarios de construcción). También, pilotaje o las columnas taladradas pueden ser usados para soportar las cargas de cimentación a estratos más profundos.

k) Climas fríos – Las cimentaciones no son colocadas sobre suelos granulosos finos conforme al fenómeno del contracción de las heladas. El drenaje apropiado debe ser proporcionado colocando arena de drenaje libre o una capa de grava bajo la cimentación para mitigar la posibilidad de contracción por heladas donde peligros como este existen. Como una alternativa, el fondo de la zapata es colocada por encima de la línea de hielo.

5.2.- TOLERANCIAS DE LA COLOCACIÓN DE LA CIMENTACIÓN (ACI 117)

Las tolerancias de la colocación de la cimentación dependen largamente en el tipo de equipos que se están cimentando. Estas son detalladas en los planos o en las especificaciones, por el ingeniero.

Es una buena práctica de utilizar plantillas durante la colocación del concreto para apoyar los pernos de ancla y otros elementos embebidos que deben ser correctamente posicionados.

5.3.- FORMAS Y PUNTALES

5.3.1.- Las formas y apuntalamientos para la construcción de cimentaciones de hormigón deben seguir las recomendaciones del ACI 347R.

5.3.2.- Los apuntalamientos deben soportar las cargas de concreto, cargas de impacto y cargas temporales de construcción. El apoyo longitudinal transversal puede ser requerido para soportar fuerzas laterales.

Cargas de viento deben ser tomadas en cuenta. No es usualmente necesario considerar cargas sísmicas debido a que los apuntalamiento por el tiempo limitado que se encontraran en ese lugar. El diseño del encofrado debe ser preparado por un ingeniero profesional registrado y sometido a la revisión de un ingeniero de diseño.

5.3.3.- Para cimentaciones de grandes Equipos, sistema de encofrados temporales son generalmente usados. Menos frecuentemente, sistemas permanentes podrían ser usados para aplicaciones especiales. La selección de un sistema temporal de soporte es normalmente hecho por el constructor. Es influenciado por la secuencia de crecimiento de la edificación (si la equipo esta incluida), el procedimiento de instalación del equipo, y los requerimientos de acceso en el momento de colocar la cimentación. Algunos de los sistemas permanentes pueden afectar el diseño y el costo de la cimentación. Por lo tanto, el ingeniero de diseño tiene la opción de consultar con constructores de edificaciones previamente a decidir en un sistema de encofrado permanente.

Algunos de los sistemas temporales son:

· Apuntalamiento estándar de construcción consistente en bases de apuntalamiento apoyadas por el replantillo de la cimentación y soportando formas del techo de una cubierta de la fundación.

· Apuntalamiento consistente en vigas de acero estructural sustentadas en soportes adheridos a la columna de la cimentación. El resto de la forma encima de las vigas y formas para remover después que el concreto gane suficiente resistencia.

Sistemas de sustentación permanentes incluyen:

· Vigas de acero estructural o bragueros soportados por la columna de cimentación y llevando la cubierta de permanentes de las formas. Las vigas o bragueros son parte del diseño de cubierta y también soportaran cargas de funcionamiento. Las formas de cubierta (steel decking) usualmente son sustentadas en los rebordes inferiores de las vigas o bragueros. Desde que los miembros metálicos son encajados in la cubierta de la cimentación, el ingeniero de diseño tiene que ser cuidadoso para evitar interferencias con las barras de refuerzo y con otros encajes (pernos de ancla, placas, llaves de tuberías y conductos).

· Cubiertas de concreto prefabricado sustentados por las columnas de cimentación.

· Placas de acero usadas en la industria del acero.

El ingeniero deben revisar los procedimientos constructivos propuestos por el constructor para asegurar que el diseño no este comprometido.

5.4.- SECUENCIA DE CONSTRUCCIÓN Y JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN

Varias cimentaciones de equipos son muy grandes para la colocación del concreto en una sola operación continua. Las Juntas de construcción son usadas para subdividir largas cimentaciones en unidades más pequeñas que puedan ser puestas en una operación compuesta.

La subdivisión de estructuras mas largas por medio de juntas de construcción también sustenta la reducción de tensiones debido al encogimiento del concreto. Para ganar un máximo beneficio, segmentos alternados deben ser colocados y permitir curarse y encogerse en cuanto el itinerario de construcción lo permita antes de que los segmentos que intervienen sean colocados.

La integridad estructural de la cimentación requiere que las juntas sean construidas con cuidado de acuerdo con las practicas aceptadas para la construcción de juntas estructuras de concreto mayores. Las especificaciones del proyecto normalmente requieren que el constructor obtenga la aprobación del ingeniero para la construcción de juntas, su localización y detalles.

5.5.- EQUIPO DE INSTALACIÓN Y AJUSTES

5.5.1.- CALZAS, CUÑAS Y PERNOS – La decisión del ingeniero de diseño para el sistema de interfaz esta influenciado por las recomendaciones del fabricante y requisitos, los procedimientos de construcción de la cimentación, la configuración y ajuste del equipo, y las tolerancias requeridas.

Las calzas que son comúnmente de acero carbonoso o de acción de cobre amarillo, en varios grosores tienen cualidades tanto como económicas como altos en soporte de cargas.

Las cuñas son usualmente usadas con doble cuña y son ofrecidas por varios fabricantes de equipo de montaje. Las dobles cuñas usadas en montajes tienen a menudo unos o más pernos prisioneros roscados para (1) un preciso ajuste vertical, y (2) para cerrar la cuña deslizante dentro de la posición requerida. La tuerca de fijación también es usada para la fijación del perno prisionero horizontal principal dentro de su posición final.

Otros tipos de cuñas son frecuentemente utilizadas por técnicos incluyen varias cuñas de acero temporalmente formadas. Las cuñas temporales son usualmente herramientas de ajuste de la tolerancia puestas generalmente antes la mampostería, y luego son removidas después de la creación del material de la lechada. Los ensambles de cuñas permanentes permiten ajustes futuros sobre las bases del equipo que no han sido rellenadas.

Los diámetros de los pernos requeridos son usualmente dados en los planos de los fabricantes. Las longitudes de los pernos, los pasos de roscas, las proyecciones del perno, materiales, niveles de tensión, y el método de ajuste deben ser claramente mostrados en los planos de diseño. Cuando el fabricante requiere una precarga para un perno, la siguiente ecuación puede ser usada para seleccionar el esfuerzo de torsión del perno.

Donde:

T = Ajuste de Esfuerzo de torsión (lb-pulg)

Wp = Recarga inicial en la carga (lb)

μ = factor de fricción

dn = diámetro nominal del perno (pulg.)

Los siguientes valores para μ son los más usados:

Sujetadores de Acero (tal como fabricados) 0.20

Acero Galvanizado moldeado en caliente 0.14

Acero ligeramente engrasado 0.15

Plateado (cadmio, cromo, etc.) 0.15

Grafito con aceite mineral 0.10

Recubrimientos especiales posiblemente requerirán de datos del fabricante.

Cuando los valores de precarga no son dados, se sugiere una precarga mínima de 15 por ciento de la fuerza de la producción de la fuerza de la producción del ancla se utiliza a menudo.

El ajuste del perno esta especificado como siendo logrado con cualquier procedimiento con un poste que tense alzando con el gato, vuelta del método de la tuerca, o con una llave calibrada. El post- tensionamiento con gato, es usualmente usado en anclajes mucho más profundos con cañas no consolidadas. Cuando la longitud de la caña encajada en concreto, la vuelta del método de la tuerca, o con llaves calibradas secuenciales el ajuste esta especificado. Llaves de impacto no son admitidas para el ajuste de un componente de un perno cuando parte del anclaje esta encajado en concreto por los extremadamente grandes esfuerzos de torsión y las extensibles fuerzas que entregan herramientas como estas.

5.5.3.- ENCAJES – Los encajes en el concreto incluyen ensamblajes del perno de ancla previamente descritos, lingotes de corte, y los dispositivos de transferencia de corte.

Desde que el corte es uno de las cargas combinadas que se transfieren a la cimentación de concreto, los lingotes de acero pueden ser parte integral de la base de un equipo. Así como los lingotes son rellenados dentro de los surcos dominantes del corte previamente moldeados dentro de la base de concreto.

5.6.- ENLUCIDOS.

5.6.1.- TIPOS DE LECHADAS – Hay dos tipos básicos de lechadas, lechadas a base de cemento y lechadas de bases epóxicas. Las lechadas a base de cemento son mas comúnmente utilizadas por su disponibilidad, fácil uso, por sus propiedades físicas muy fuertes y bajo precio. Las lechadas epóxicas son generalmente usadas por su gran resistencia a los químicos, al impacto, y a las cargas vibracionales.

Hay 4 clases de lechadas a base de cemento: (1) generadoras de gas, (2) liberadoras de aire, (3) agregado oxidante y (4) de cemento expansivo. Al evaluar que lechada de cemento se debería usar, uno debería tomar en cuenta su uso y sus propiedades físicas.

Las propiedades físicas que son evaluadas son: Cambios de volumen, resistencia a compresión, tiempo de trabajo, consistencia y tiempo de colocación.

En la evaluación las propiedades de un pegamento epoxico, uno debe ver la colocación tanto como las propiedades físicas de cambio de volumen, la resistencia a compresión, enrasamiento, tiempo de trabajo, consistencia y tiempo de colocación. Los efectos de la temperatura inducen cambios de volumen en la interfase concreto/pegamento epoxico debe ser considerada. Además Cualquier requerimiento de la superficie de aplicación debe ser sumada.

5.6.2 APLICACIONES - En la especificación el sistema de pegado, el diseñador debe considerar las diferentes características de cada tipo de pegamento junto con las limitaciones de campo, y engranarlo con los requerimientos específicos del trabajo. En particular el diseñador debe revisar el diseño de la base del equipo, la accesibilidad de la localización de la lechada, las separaciones proporcionadas por la lechada, y el diseño de los pernos de ancla. Muchas de las lechadas en el mercado son premezcladas, los materiales preempaquetados, y contienen instrucciones del fabricante en preparación de superficies, forma de trabajo, mezclado, colocado y curado.

Una discusión detallada de la aplicación de las lechadas puede ser encontrada en el ACI 351.1R

5.7 MATERIALES (ACI 211.1)

Las grandes cimentaciones para equipo requieren atención especial para el diseño y control del concreto mezclado (ver ACI 207.1R y ACI 207.4R)

Muchos miembros de la cimentación son suficientemente macizas para el calor de hidratación del cemento para generar un gran diferencial termal entre el interior y exterior y esto puede causar un fisuramiento inaceptable de la superficie, a menos que se tomen medidas, para reducir el ratio de liberación de calor. También, hace que avance lentamente el diferencial de expansión termal, y el encogimiento puede causar distorsión de la cimentación y consecuentemente cambios inaceptables en el alineamiento del equipo. El diseño de la mezcla de concreto para minimizar el encogimiento, y para reducir la expansión termal del concreto endurado es entonces importante. Finalmente, la reacción expansiva del agregado del concreto con alcalinos en el cemento puede ser evitado con las elecciones apropiadas de cemento y agregados.

Para minimizar el ratio de liberación de calor de hidratación, y para controlar el encogimiento los siguientes pasos son normalmente seguidos:

- El contenido mas bajo de materiales cementantes consistentes para lograr la resistencia requerida y durabilidad usada

- Parte del cemento es remplazado con ceniza puzolanica

- La temperatura de colocación del concreto fresco es bajada por enfriamiento del agregado y/o usando hielo picado para mezclar con agua

- El mayor tamaño práctico del agregado es usado para permitir la mayor reducción en el monto de cemento

- Moderar la temperatura del cemento

- Una reducción del agente líquido se usa para permitir mayor reducción del factor cementante.

- Baja sedimentación y efectiva vibración

- Colocación del hormigón por bombas las cuales requieren mezcladoras de concreto con altos montos de cemento y pequeño tamaño de agregado.

El coeficiente de expansión termal del concreto endurado puede ser controlado por una acertada elección de agregados, debido a que esta depende primordialmente del coeficiente de expansión termal del agregado. Cuando la expansión termal es excesiva puede ser un problema, el coeficiente de expansión de los agregados es medido para determinar su aplicabilidad. En muchas regiones del país, las opciones pueden ser muy limitadas por la escasez de fuentes de agregado.

La expansión del concreto de reacción alcalina de sus agregados puede ser minimizado usando un cemento de baja alcalinidad, para reemplazar una porción del cemento con ceniza puzolanica, conociendo los requerimientos ASTM C 618, y seleccionando agregados de baja reactividad. La reactividad potencial de agregados puede ser evaluada con procedimientos y tests descritos en el ASTM C 295, ASTM C 227, ASTM C 289 y ASTM C 586. Los métodos de evaluación del potencial reactivo están cubiertos por el ASTM C 33 y ACI 225R.

El contenido de cemento debe ser bajo, lo suficiente como para ayudar a encontrar el calor de hidratación requerido, y aun lo suficientemente alto como para lograr los requerimientos de resistencia y encogimiento (esto puede no ser posible para solventar completamente el problema del calor, reduciendo el calor de hidratación).

5.8 CONTROL DE CALIDAD

Las cimentaciones para equipamiento deben ser parte de un sistema integrado y están diseñadas como tal. Así, los requerimientos de diseño deben ser implementados durante la construcción por imposición de un programa de control de calidad apropiado. EL programa de control de calidad debe incluir requerimientos para controlar la calidad del material, las aprobaciones de los ingenieros de control crítico de construcción, y la verificación in situ de conformidad con los planos y especificaciones del proyecto por ingenieros calificados en el campo, responsables para el ingeniero y el dueño.

Los requerimientos para cimentaciones suelen ser suministrados por el constructor y el ingeniero de campo a través de planos y especificaciones. El ingeniero de campo debe mantenerse íntimamente ligado al ingeniero de diseño en cualquier revisión a los requerimientos de diseño cuando las condiciones difieren de las asumidas.

El programa de control de calidad, y las actividades de inspección y verificación deben ser documentados a conciencia. El programa debe ser constituido con estos criterios normalmente implementados por la construcción de proyectos de similar importancia.

FACTORES DE CONVERSION

1 in. = 25.4 millimeters

1 in.2 = 645.2 mm²

1 pound = 4.448 Newton

1 psi = 0.006895 MPa

1 kip = 4.448 kN

l ksi = 6.895 MPa

NOTA: Hay una parte del documento donde la letra tiene color gris, esta parte tiene algunos errores de traducción cuya corrección tuve que omitir debido a problemas de tiempo.