ACO.M.552 Versión:0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS ACO.M.552-0Manual de Soportes para Tuberías En el presente documento encontrará la guía para seleccionar el soporte a usar para transportar fluidos por medio de tuberías en los proyectos de Aire Caribe S.A Página 0 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS TABLA DE CONTENIDO pCAPITULO 1 ............................................................................................... 2 OBJETIVO........................................................................................ 2 ALCANCE ......................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN............................................................................... 2 CAPITULO 2 ................................................................................................. 3 DEFINICIONES................................................................................. 3 CAPITULO 3 ............................................................................................... 11 RECOMENDACIONES CARGA MUERTA ANSI / MSS SP-58-2009 ......... 11 3.1.1 SOPORTES TÍPICOS EN RIEL CHANNEL..................................... 11 3.1.2 TUBERÍA EN ACERO ................................................................. 15 3.1.3 TUBERÍA EN COBRE ................................................................. 18 3.1.4 TUBERÍA EN PPR (POLIPROPILENO) ......................................... 20 3.1.5 TUBERÍA EN PVC (POLICLORURO DE VINILO) ........................... 22 3.1.6 SOPORTES PARA TUBERÍAS VERTICALES .................................. 24 CAPÍTULO 4 ............................................................................................... 27 REGLAMENTO DE SISMORESISTENCIA NSR-10 - Título A ................. 27 4.1.1 Zonas de amenaza sísmica ....................................................... 27 4.1.2 Coeficiente de Importancia y Grupo de Uso ............................... 28 4.1.3 Desempeño de los elementos no estructurales ........................... 30 4.1.4 Exenciones al NSR-10............................................................... 32 RECOMENDACIONES SISMO RESISTENCIA PARA TUBERÍA HORIZONTAL.......................................................................................... 33 4.2.1 Sistema de arrostramiento con cables (Gripple) ......................... 34 RECOMENDACIONES SISMO RESISTENCIA PARA TUBERÍA VERTICAL 37 CAPÍTULO 5 ............................................................................................... 39 DETALLES TIPO ............................................................................. 39 ANEXOS ..................................................................................................... 43 REFERENCIAS ............................................................................................ 43 Página 1 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS CAPITULO 1 OBJETIVO Orientar a los responsables de la gestión de obras con las mejores prácticas en cuanto a la correcta selección e instalación de soportes para tuberías asociadas a sistemas de aire acondicionado. ALCANCE El presente manual presenta la práctica recomendada para la selección y aplicación de colgadores y soportes para tubos para todas las temperaturas de servicio típicas en aplicaciones de aire acondicionado discretizado según el material de la tubería. Adicionalmente, este manual proporciona las directrices para el diseño, selección y aplicación de arriostramientos para sistemas de tuberías sujetos a aplicaciones sismo resistentes según el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. INTRODUCCIÓN Aire Caribe S.A. transfiere y estandariza su conocimiento por medio de los manuales que asimilan las recomendaciones de estándares internacionales y buscan la convergencia con la experiencia de más de 45 años en el sector de modo que se tengan orientaciones claras y útiles para su personal de trabajo. El Aseguramiento de la Calidad no se improvisa, se planea, se ejecuta, se verifica y se mejora continuamente. Página 2 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS CAPITULO 2 DEFINICIONES Abrazadera de tubo de aleación: Ref. Tipo 2,3, 42 Una abrazadera de tubería hecha de bajo contenido de cromo molibdeno (menos del 5% de cromo) materiales con el fin de resistir los efectos de las temperaturas de las tuberías en el rango de 750 ° F a 1100 ° F (399 ° C a 593 ° C). Abrazadera de viga: Ref. Tipos 19, 20, 21, 23,25, 27, 28, 29, 30 Un dispositivo de sujeción que se utiliza para conectar el resto de un conjunto de suspensión de tubería a una viga estructural, sin requerir soldadura. Abrazadera en C: Ref .: Tipos 19, 23 Abrazadera de viga en forma de “C” que se fija a una brida de un miembro estructural y permite fijar una varilla roscada. Abrazadera de viga central: Ref .: Tipos 21, 28, 29, 30 Una abrazadera de viga tipo mordaza para usar con vigas en I y vigas de ala ancha que proporciona una conexión de viga centrada para el resto del conjunto de suspensión de tubería. Abrazadera de canal: Ref .: Tipo 20 Una abrazadera de viga lateral con adaptador de canal y varilla de gancho, que se fija a la brida de una viga de canal y proporciona una conexión para el resto del conjunto de suspensión de tubería Abrazadera de extensión dividida Ref .: Tipo 12 Una abrazadera de tubería utilizada principalmente en tuberías no aisladas y provista de un accesorio de rosca hembra. Abrazadera de tubo: Ref. Tipos 2, 3, 4, 8, 12, 42 Un accesorio de tubería atornillado que se sujeta alrededor de la tubería para conectar la tubería al resto de un conjunto de suspensión de tubería. Página 3 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Abrazadera para Verticales: Ref. Tipos 8, 42 1) Una abrazadera de tubería para el soporte de la tubería vertical que tiene pernos de carga separados, para transferir la carga de la tubería al resto del conjunto de suspensión de tubería. (Tipo 42). (2) Una abrazadera de tubería para el soporte de tubería vertical, cuyas orejas se han extendido para permitir la transferencia de la carga de la tubería a una superficie de apoyo sobre la cual descansarán las orejas de la abrazadera. (Tipo 8) También conocido como Abrazadera de Extensión de Elevación. Accesorio de tubería: Cualquier dispositivo utilizado para conectar la tubería al resto del conjunto de suspensión de tubería Anclaje: Un dispositivo rígido que se utiliza para evitar esencialmente todas las rotaciones y desplazamiento en el punto de aplicación. Anclaje superficial: Aquellos en los cuales la relación entre la porción embebida al diámetro del perno es menor de 8. Dentro de este tipo de anclaje se encuentran las barras de acero de refuerzo con ganchos en los extremos que se embeben dentro del mortero de pega de la mampostería. Este tipo de anclaje se permite cuando el elemento no estructural no es dúctil. Anclaje profundo: Aquellos en los cuales la relación entre la porción embebida al diámetro del perno es mayor a 8. Este tipo de anclaje debe emplearse cuando el elemento no estructural es dúctil. Amplificación dinámica del elemento no estructural, 𝒂𝒑 Dependiendo de la rigidez, distribución de masa y características de apoyo sobre la estructura, el elemento no estructural amplifica las aceleraciones que se presentan en su punto de soporte debido a efectos de resonancia. Los valores de 𝒂𝒑 varían entre 1 y 2.5. Arriostramientos: Elemento estructural brinda rigidez y estabilidad a la estructura impidiendo o limitando los desplazamientos y/o deformaciones de la misma. Página 4 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Banda de anillo: Ref . Tipos 9, 10 Un accesorio de tubería que consta de una correa de acero formada y una tuerca giratoria moleteada que se utiliza para el ajuste vertical. Cable: Componente que se utiliza para reforzar los sistemas de tuberías. También se llama cuerda de alambre. Capacidad de disipación de energía en el rango inelástico del elemento no estructural, 𝑹𝒑 Este coeficiente representa la capacidad de disipación de energía en el rango inelástico de respuesta del elemento en sí y de su sistema de anclaje o amarre a la estructura de la edificación. Un valor de 𝑹𝒑 bajo, cercano a la unidad indica fragilidad, poca capacidad de disipación de energía, y anclajes o amarres a la estructura con poca capacidad de deformarse inelásticamente. Los valores de 𝑹𝒑 varían entre 0.5 y 6.0. Colgador de banda: Ref. Tipo 7, 9, 10 Un accesorio de tubería que proporciona un ajuste vertical, que consta de principalmente de una correa formada. Componente: Cualquiera de una gama de dispositivos que se utilizan para formar un conjunto de suspensión de tubería. Caja de inserción de hormigón: Ref .Tipo 18 Un inserto moldeado en el lugar que proporciona un accesorio de varilla capaz de ajuste lateral nominal. Corrosión: Término genérico utilizado para describir la oxidación de un metal base. Cavidad del ojo: Ref .Tipo 16 Dispositivo que permite la fijación de una varilla de suspensión roscada al perno de otro componente. Corrosión galvánica: La producción de corrosión por diferencias de potencial eléctrico entre materiales diferentes, en presencia de humedad. Página 5 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Chaqueta: Una cubierta de metal que no soporta carga colocada alrededor del aislamiento para protegerlo contra daños. Canal de estructura de metal: Un miembro estructural conformado en frío que se usa para soportar o reforzar la tubería. Concreto Fisurado y no fisurado: Según (HILTI, 2021) en general, se esperan fisuras en el concreto, y la ubicación probable de las fisuras se puede predecir fácilmente en la posición de anclaje, lo que implica una reducción de la capacidad de carga o mayores deformaciones. Se recomienda que siempre considere el concreto como fisurado en su diseño, a menos que se trate de aplicaciones donde está claro que el concreto nunca se tensará. Compensación (Offset): Un desplazamiento relativo entre el accesorio estructural y el accesorio de tubería, que puede incorporarse al diseño del conjunto de suspensión de tubería para adaptarse al movimiento de la tubería. Colgador de tubería: Un dispositivo que normalmente está suspendido de una estructura y se utiliza para llevar la carga de la tubería en tensión. Clip de tubo: Ref. Tipo 26 Un accesorio de tubería que se utiliza para sujetar la tubería directamente a una estructura, también conocida como correa o correa de tubería. Este término también se utiliza en Europa para referirse a una abrazadera de tubería. Dispositivo de ajuste: Componentes que proporcionan ajuste lineal (por ejemplo, tensor, varilla de suspensión y tuerca, acoplamiento de carga en la unidad de resorte). Dispositivo de control sísmico: Cualquier dispositivo utilizado para proporcionar estabilidad estructural a un sistema de tuberías durante un terremoto. Dispositivo de control de restricción: Ref. Tipos 47, 50 Cualquier dispositivo hidráulico, mecánico, de resorte o rígido utilizado para el control de choque y balanceo en sistemas de tuberías. Página 6 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Estabilidad lateral: El estado o grado de control de un sistema de tuberías transversal al recorrido de la tubería. Escudo de protección: Ref. Tipo 40 Un escudo de metal utilizado para mantener la integridad de la barrera de vapor y / o proteger el aislamiento en los lugares de apoyo. Fuerza dinámica: Cualquier condición de carga adicional que deba tenerse en cuenta más allá de la carga en régimen permanente. Ver carga de suspensión de tubería. Guía: Dispositivo que se utiliza para permitir el movimiento de la tubería en una dirección predeterminada mientras restringe el movimiento en otras direcciones. Horquilla de acero forjado: Ref. Tipo 14 Un dispositivo que permite la conexión de una varilla de suspensión roscada a una conexión atornillada o con clavijas. Inserción continua: Un inserto de canal moldeado in situ de longitud variable, que permite la fijación de más de una varilla de suspensión. Montaje de abrazadera: Un conjunto hecho de componentes de soporte de tubería diseñado para restringir un sistema de tubería. Consulte Refuerzo lateral y refuerzo longitudinal. Material a granel: Material que ha sido empaquetado de manera que los artículos idénticos estén agrupados y se identifiquen solo por cantidad, tamaño y / o número de figura del fabricante. Medida nominal: El tamaño identificado puede variar del tamaño real. Orejeta de codo: Un accesorio de tubería soldado a un codo, con el propósito de unir el resto del conjunto de suspensión de tubería. Perno de anclaje: Un perno que está incrustado en el hormigón y se utiliza para fijarlo a una estructura de hormigón Página 7 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Percha de rollo: Ref. Tipos 41, 43 Accesorio de tubería que utiliza un rollo de tubería para movimiento axial y se usa en un colgador de suspensión Placa rodante: Ref. Tipo 45 Un dispositivo plano que proporciona una superficie de apoyo para un rollo de tubería. Rollo de tubo: Ref. Tipos 41, 43, 44, 45, 46 Un dispositivo de rodillo utilizado para soportar tuberías horizontales y proporcionar movimiento axial. Refuerzo de varilla: Dispositivo que se utiliza para aumentar la rigidez lateral de una barra de suspensión. Rollo y Plato: Ref. Tipo 45 Un rodillo de tubería y una placa de apoyo que se utilizan para un movimiento axial mínimo donde no es necesario un ajuste vertical. Soporte axial: Consulte Soporte longitudinal. Soporte Bracket: Ref. Tipos 31, 32, 33, 34 Miembro en voladizo, con o sin una rodillera, diseñado para soportar una carga de gravedad y / o fuerzas horizontales Suspensión de horquilla: Ref. Tipo 1 Un accesorio de tubería que proporciona ajuste vertical, que consta de una parte superior tipo horquilla atornillada a una correa inferior de acero formada. Sistema de tubería comercial: Un sistema de tuberías ubicado en la estructura de un edificio comercial que generalmente incluye sistemas de tuberías de protección contra incendios, plomería, calefacción y refrigeración. Suspensión de soporte constante: Ref. Tipos 54, 55, 56 Página 8 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Un dispositivo mecánico y de resorte que produce un efecto de soporte relativamente constante, al tiempo que permite el movimiento vertical de la tubería. Soporte de cuatro vías: Un conjunto de riostra que está diseñado para controlar que la tubería se mueva en cuatro direcciones. Un conjunto de abrazaderas que consta de una riostra lateral y una riostra longitudinal. Soporte pesado: Ref. Tipo 33 Un soporte utilizado para el soporte de cargas pesadas. Soporte Lateral: Un conjunto de riostra bidireccional diseñado para restringir un sistema de tuberías contra cargas transversales. Soporte Ligero: Ref. Tipo 31 Un soporte utilizado para el soporte de cargas ligeras. Soporte longitudinal: Un conjunto de riostra bidireccional diseñado para restringir un sistema de tuberías contra cargas axiales. Soporte mediano: Ref. Tipo 32 Un soporte utilizado para el soporte de cargas moderadas. Soporte múltiple: Ref. Tipo 59 Un conjunto de suspensión de tubería que consta de un travesaño común que se utiliza para soportar tramos paralelos o hileras de tuberías. Sillín de protección de cubierta de tubería: Ref. Tipo 39 Un dispositivo utilizado para evitar daños al aislamiento en el punto de apoyo. Soportes de sillín de tubería: Ref. Tipos 36, 37, 38 Un puntal que utiliza una sección curva para sostener la tubería. Soporte rígido: Conjunto de riostra capaz de proporcionar sujeción tanto en tensión como en compresión a diferencia de un cable. Página 9 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Soporte de rollo: Ref. Tipos 44, 46 Un rollo de tubería montado en un soporte, que se utiliza para soportar tuberías horizontales desde abajo y proporcionar movimiento axial. Tobogán de tubería: Ref. Tipo 35 Un dispositivo que consta de un accesorio de tubería y una placa deslizante, para adaptarse al movimiento horizontal de la tubería. Terminal de placa: Ref. Tipo 57 Un accesorio soldado a un miembro estructural o tubería, para proporcionar una conexión con pasadores o atornillados al resto de un conjunto de suspensión de tubería. Varilla Roscada: Una varilla roscada en toda su longitud. Los hilos de la rosca se pueden enrollar o cortar. Varilla de ojo: Una varilla de suspensión que tiene un extremo formado en forma circular o de pera, que permite la unión a otros componentes por medio de un perno o pasador. El ojo puede estar forjado, soldado o no soldado. Varilla de suspensión: Barra de acero redonda normalmente roscada que se utiliza para conectar otros componentes para formar un conjunto de suspensión de tubería. Viajero Horizontal: Ref. Tipo 58 Cualquier dispositivo que permita que el extremo superior de un colgante de tubería se mueva de manera que se adapte al movimiento horizontal de la tubería. Página 10 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS CAPITULO 3 RECOMENDACIONES CARGA MUERTA ANSI / MSS SP-58-2009 Acorde a (ANSI MSS SP - 58, 2009) los sistemas de tuberías se clasifican en las siguientes categorías según el rango de temperatura del fluido que transportan. A continuación, se mencionan las categorías que competen a aplicaciones de Aire Acondicionado: Sistemas Ambiente: B. 60°F (16°C) hasta 119°F (48°C) Sistemas Fríos: C-1. 33°F (1°C) hasta 59°F (15°C) 3.1.1 SOPORTES TÍPICOS EN RIEL CHANNEL Para el tipo de aplicaciones típicas en Aire Acondicionado que involucran transporte de fluidos en tuberías se suele usar la siguiente figura: Figura 1. Soporte tipo trapecio Doble o Sencillo En donde constructivamente el ensamble se compone de varilla roscada y un riel Channel bien sea de 4 x 2 cm o 4 x 4 cm en configuración sencilla o doble. Acorde a (ANSI MSS SP - 58, 2009) las varillas de acero roscado pueden soportar las siguientes cargas a tensión: Página 11 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 1. Resistencia máxima a tensión de la varilla roscada Diámetro Nominal [in] Área Transversal Efectiva [in2] Máxima Carga Segura [kN] [kg] 3/8 0,0678 3,23 329 1/2 0,126 5,98 610 5/8 0,202 9,61 980 3/4 0,302 14,4 1468 7/8 0,419 19,9 2029 1 0,551 26,2 2671 Acorde al Código Internacional de Construcción (ICC, 2009) se recomienda un límite máximo de deflexión de L/120. Y según (ANSI MSS SP - 58, 2009) el esfuerzo máximo al que se debe diseñar un soporte que use un perfil del tipo Channel es de 172 MPa. Con estas consideraciones, se presentan las siguientes tablas que condensan la carga máxima con la que se puede trabajar con un soporte tipo trapecio de riel Channel 4 x 2 o 4 x 4 en configuraciones sencilla y doble con varilla roscada. Tabla 2. Peso máximo para Soporte Channel de 4 x 2 cm Configuración Sencilla Varilla Roscada de 3/8 " Longitud Peso Máximo Configuración Doble Varilla Roscada de 3/8 " Peso Máximo [mm] [kN] [kg] [kN] [kg] 100 5396 550 5396 550 200 5396 550 5396 550 300 5396 550 5396 550 400 5396 550 5396 550 500 5396 550 5396 550 Página 12 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Configuración Sencilla Varilla Roscada de 3/8 " Longitud Peso Máximo Configuración Doble Varilla Roscada de 3/8 " Peso Máximo [mm] [kN] [kg] [kN] [kg] 600 4670 476 5396 550 700 3944 402 5396 550 800 3218 328 5396 550 900 2492 254 5396 550 1000 1766 180 5396 550 1100 1628 166 5033 513 1200 1501 153 4670 476 1300 1364 139 4307 439 1400 1236 126 3944 402 1500 1099 112 3581 365 1600 971 99 3218 328 1700 834 85 2855 291 1800 706 72 2492 254 1900 569 58 2129 217 2000 441 45 1766 180 Nota: Construcción Propia basado en análisis por elementos finitos Página 13 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 3. Peso máximo para Soporte Channel de 4 x 4 cm Configuración Sencilla Varilla Roscada de 3/8 " Longitud Peso Máximo Configuración Doble Varilla Roscada de 1/2 " Peso Máximo [mm] [kN] [kg] [kN] [kg] 100 5396 550 11968 1220 200 5396 550 11968 1220 300 5396 550 11968 1220 400 5396 550 11968 1220 500 5396 550 11968 1220 600 5396 550 11968 1220 700 5396 550 11968 1220 800 5396 550 11968 1220 900 5396 550 11968 1220 1000 5396 550 11968 1220 1100 5033 513 11164 1138 1200 4670 476 10369 1057 1300 4307 439 9575 976 1400 3944 402 8770 894 1500 3581 365 7976 813 1600 3218 328 7181 732 1700 2855 291 6377 650 1800 2492 254 5582 569 1900 2129 217 4787 488 2000 1766 180 3989 407 Nota: Construcción Propia basado en análisis por elementos finitos Página 14 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS 3.1.2 TUBERÍA EN ACERO Para las tuberías en acero, el tamaño de los componentes de los soportes y guías usadas se deben ajustar al diámetro exterior O.D de la tubería que va a ser soportada. El material de los soportes debe tener un acabado que sea compatible con la temperatura de operación esperada y el material base a ser soportado, de modo que no ocasione corrosión o efectos similares. En la siguiente tabla se muestran las distancias máximas que debe haber entre soportes horizontales para tubería de acero sin aislamiento: Tabla 4. Soporte tipo Channel para tramos horizontales sin Aislamiento Diámetro Nominal [in] Distancia máxima entre soportes [m] Tipo de Soporte [Trapecio con Channel] 1/4 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 3/8 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 1/2 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 3/4 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 1 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 1 1/4 2 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 1 1/2 3 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 2 3 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 2 1/2 3,5 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 3 3,5 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " 3 1/2 4 4 4 Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " hasta 2 tubos Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 x 4 con varilla 3/8 " hasta 4 tubos Página 15 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Diámetro Nominal [in] Distancia máxima entre soportes [m] Tipo de Soporte 5 5 Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 X 4 con varilla 3/8" hasta 2 tubos 6 5 Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 X 4 con varilla 3/8" hasta 2 tubos 8 5 10 5 12 5 Doble 4 x 4 con varilla de 1/2" hasta 2 tubos Doble 4 x 4 con varilla de 1/2" hasta 2 tubos Se debe diseñar el soporte 14 5 Se debe diseñar el soporte 16 5 Se debe diseñar el soporte 18 5 Se debe diseñar el soporte 20 5 Se debe diseñar el soporte 24 5 Se debe diseñar el soporte 30 5 Se debe diseñar el soporte [Trapecio con Channel] Si la tubería lleva algún tipo de aislamiento externo sin una camisa que lo proteja de fábrica, se debe usar el siguiente escudo de protección y las distancias máximas admisibles entre soportes son: Figura 2. Protección para aislamiento externo Página 16 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 5. Soporte tipo Channel para tramos horizontales con Aislamiento Diámetro Nominal [in] Distancia máxima entre soportes [m] 1/4 Longitud Espesor del Escudo mínimo del Escudo [in] [mm] 2 12 1,22 3/8 2 12 1,22 1/2 2 12 1,22 3/4 2 12 1,22 1 2 12 1,22 1 1/4 2 12 1,22 1 1/2 3 12 1,22 2 3 12 1,22 2 1/2 3 12 1,22 3 3 12 1,22 3 1/2 3 12 1,22 4 3 12 1,52 5 3 18 1,52 6 3 18 1,52 Tipo de Soporte [Trapecio con Channel] Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " hasta 2 tubos Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 x 4 con varilla 3/8 " Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 X 4 con varilla 3/8" hasta 2 tubos Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " o Sencillo 4 X 4 con varilla 3/8" Página 17 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Diámetro Nominal [in] Distancia máxima entre soportes [m] 8 Longitud Espesor del Escudo mínimo del Escudo Tipo de Soporte [in] [mm] [Trapecio con Channel] hasta 2 tubos 3 24 1,91 10 3 24 1,91 12 3 24 1,91 14 3 24 1,91 16 3 24 2,67 18 3 24 2,67 20 3 24 2,67 24 3 24 2,67 Doble 4 x 4 con varilla de 1/2" hasta 2 tubos Doble 4 x 4 con varilla de 1/2" hasta 2 tubos Se debe diseñar el soporte Se debe diseñar el soporte Se debe diseñar el soporte Se debe diseñar el soporte Se debe diseñar el soporte Se debe diseñar el soporte Nota: Se recomienda utilizar PVC como material para el escudo. 3.1.3 TUBERÍA EN COBRE Para las tuberías en cobre, el tamaño de los componentes de los soportes y guías usadas se deben ajustar al diámetro exterior O.D de la tubería que va a ser soportada. El material de los soportes debe tener un acabado que sea compatible con la temperatura de operación esperada y el material base a ser soportado, de modo que no ocasione corrosión o efectos similares. Normalmente los revestimientos superficiales de cobre u otros revestimientos superficiales aplicados con fines de identificación generalmente no están destinados a proporcionar protección contra la corrosión. Se recomienda utilizar un revestimiento, una chaqueta o un revestimiento no metálico en el material del soporte para evitar la corrosión galvánica. En caso de utilizar un escudo, se recomienda como material PVC. Página 18 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS En la siguiente tabla se muestran las distancias máximas que debe haber entre soportes horizontales para tubería de cobre sin o con aislamiento y con escudo o chaqueta de protección tipo 40: Tabla 6. Soporte tipo Channel para tramos horizontales con Aislamiento Diámetro Nominal Longitud del Escudo Espesor mínimo del Escudo Tipo de Soporte [in] Distancia máxima entre soportes [m] [in] [mm] 1/4 1,5 12 1,22 3/8 1,5 12 1,22 1/2 1,5 12 1,22 3/4 1,5 12 1,22 1 2 12 1,22 1 1/4 2 12 1,22 1 1/2 2,5 12 1,22 2 2,5 12 1,22 2 1/2 3 12 1,22 3 3 12 1,22 3 1/2 3 12 1,22 4 4 12 1,52 [Trapecio con Channel] Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " Sencillo 4 x 2 con varilla 3/8 " hasta 4 tubos Doble 4 x 2 con varilla 3/8 " hasta 4 tubos Página 19 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS 3.1.4 TUBERÍA EN PPR (POLIPROPILENO) Los soportes fijos deberán ser instalados en diferentes secciones de la tubería para evitar movimientos aleatorios de esta. Los soportes fijos son colocados normalmente donde el sistema cambia de dirección para así asegurar que los puntos de expansión no sufran descargas. La distancia entre puntos fijos deberá ser medida propiamente y las fuerzas de expansión deben ser consideradas, acorde a (DICOL, 2021) Figura 3. Puntos fijos y deslizantes Donde, Pf: Punto Fijo Pd: Punto deslizante. Distancia máxima horizontal entre soportes en centímetros para tubería en PPR PN10 para un delta de temperatura de 20°C. Tabla 7. Distancia máxima horizontal entre soportes para tubería PPR PN10 ∅D ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] 20 ½” 75 25 ¾” 85 32 1” 100 40 1 ¼” 110 50 1 ½” 120 63 2” 140 75 2 ½” 150 90 3” 162 Página 20 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS ∅D ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] 110 4” 180 125 5” 210 160 6” 230 200 8” 240 250 10” 250 Distancia máxima horizontal entre soportes en centímetros para tubería en PPR PN16/PN20 para distintos deltas de temperatura. Tabla 8. Distancia máxima horizontal entre soportes para tubería PPR PN16 & PN20 20°C ∅D 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] [cm] [cm] [cm] [cm] [cm] 20 ½” 75 75 70 65 60 50 25 ¾” 80 75 75 70 65 60 32 1” 90 90 80 80 75 75 40 1 ¼” 110 110 105 100 95 90 50 1 ½” 130 120 110 110 110 100 63 2” 140 140 130 130 115 105 75 2 ½” 170 165 160 150 145 120 90 3” 180 170 160 150 140 125 110 4” 190 180 170 170 165 140 160 6” 230 215 205 190 185 165 200 8” 275 250 240 210 200 190 250 10” 280 260 240 220 205 195 Página 21 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Distancia máxima horizontal entre soportes en centímetros para tubería en PPR PN25 para distintos deltas de temperatura. Tabla 9. Distancia máxima horizontal entre soportes para tubería PPR PN25 20°C ∅D 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] [cm] [cm] [cm] [cm] [cm] 20 ½” 125 120 115 115 105 95 25 ¾” 135 125 120 120 115 105 32 1” 155 150 145 140 130 120 40 1 ¼” 170 165 160 160 150 140 50 1 ½” 195 190 180 180 170 160 63 2” 215 210 205 200 190 180 75 2 ½” 220 215 210 210 200 190 3.1.5 TUBERÍA EN PVC (POLICLORURO DE VINILO) Para la tubería en PVC, se siguen las recomendaciones del fabricante como indica la norma ANSI 58, para las distancias máximas entre soportes para este tipo de tubería. La fijación rígida es únicamente aconsejable en las válvulas y los accesorios colocados cerca de los cambios fuertes de dirección. Con excepción de las uniones, todos los accesorios deben soportarse individualmente y las válvulas deben anclarse para impedir el torque en la línea. Los tramos verticales deben ser guiados con anillos o pernos en U. No debe tenderse una línea de Tubería de PVC o CPVC, contigua a una línea de vapor o a una chimenea. Distancia máxima horizontal entre soportes en centímetros para tubería en PVC - RDE 21 para distintos deltas de temperatura (PAVCO WAVIN, 2020). Página 22 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 10. Distancia máxima horizontal entre soportes para tubería PVC RDE 21 15°C ∅D 27°C 38°C 50°C ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] [cm] [cm] [cm] 26 ¾” 120 105 90 60 33 1” 120 120 105 60 42 1 ¼” 135 135 120 75 48 1 ½” 165 150 135 90 60 2” 165 150 135 90 73 2 ½” 205 190 175 105 88 3” 205 190 175 105 114 4” 225 210 195 135 168 6” 250 X X 230 Distancia máxima horizontal entre soportes en centímetros para tubería en PVC - RDE 26 para distintos deltas de temperatura (PAVCO WAVIN, 2020). Tabla 11. Distancia máxima horizontal entre soportes para tubería PVC RDE 26 15°C ∅D 27°C 38°C 50°C ∅D Distancia horizontal entre Soportes [mm] [in] [cm] [cm] [cm] [cm] 60 2” 135 120 120 90 73 2 ½” 150 150 135 90 88 3” 165 165 135 90 114 4” 180 165 150 105 Página 23 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS 3.1.6 SOPORTES PARA TUBERÍAS VERTICALES El estándar (ANSI MSS SP - 58, 2009) indica en el capítulo 7 que para los soportes dedicados a los tramos verticales de tuberías la selección y ubicación de los soportes debe tener en cuenta el peso total de la vertical y la tubería adyacente, las condiciones de carga de prueba hidrostática, la temperatura de la línea, otra condición de carga viva y la estructura de soporte disponible. En una contrahuella sujeta a expansión, solo se utilizará un soporte de tipo rígido. Según (Matveev, 2018) una práctica recomendada basado en el comportamiento mecánico de las tuberías hidráulicas verticales es proponer una fijación y guías para de la siguiente manera: Figura 4. Comportamiento mecánico tubería vertical En donde los soportes adyacentes a los codos que transforman la vertical en horizontal deben ser capaces de soportar todo el peso de la vertical. Las abrazaderas usadas a lo largo de la vertical servirán de guía para evitar el pandeo de la tubería, más no de anclaje. Según (ANSI MSS SP - 58, 2009) para las tuberías verticales se debe hacer uso de una abrazadera tipo 8. Página 24 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Figura 5. Abrazadera para vertical tipo 8 Este tipo de abrazadera se deberá ubicar entre las placas del edificio siempre y cuando no se supere una distancia máxima de 4 m (13 ft) sin importar el diámetro de la tubería. La abrazadera deberá reposar sobre la placa de concreto del piso donde va a ser instalada o dado el caso sobre una estructura metálica que esté anclada a la estructura de concreto del edificio como se presenta en la siguiente figura: Nota: En la medida de lo posible la abrazadera debe reposar sobre la placa. Página 25 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Las dimensiones y torques requeridos para la abrazadera se especifican en el capítulo 5 de detalles tipo. Entre los soportes tipo 8 descritos previamente, se podrán instalar abrazaderas para riel channel que trabajen como guías para alinear las tuberías, pero NO SERÁN EL MECANISMO PRINCIPAL DE ANCLAJE DE LA TUBERÍA VERTICAL. NO se debe hacer uso de varillas roscadas para transmitir el peso de la vertical a la estructura del edificio La abrazadera debe sujetar directamente el tubo. En caso de tener aislamiento, se debe retirar el aislamiento en la parte que va a estar soportada la tubería, sujetar con la abrazadera el tubo y luego aislar nuevamente. Página 26 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS CAPÍTULO 4 REGLAMENTO DE SISMORESISTENCIA NSR-10 - Título A 4.1.1 Zonas de amenaza sísmica De acuerdo a la ubicación del proyecto hay mayor probabilidad de enfrentarse a un escenario de amenaza sísmica. El NSR-10 especifica en el numeral A.2.3 las zonas de amenaza sísmica y las presenta en la siguiente tabla: Tabla 12. Zonas de amenaza sísmica en Colombia Ciudad Zona de Amenaza Sísmica Arauca Intermedia Armenia Alta Barranquilla Baja Bogotá Intermedia Bucaramanga Alta Cali Alta Cartagena Baja Cúcuta Alta Florencia Intermedia Ibagué Intermedia Leticia Baja Manizales Alta Medellín Intermedia Mitú Baja Mocoa Alta Montería Intermedia Neiva Alta Página 27 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Ciudad Zona de Amenaza Sísmica Pasto Alta Pereira Alta Popayán Alta Puerto Carreño Baja Puerto Inírida Baja Quibdó Alta Riohacha Intermedia San Andrés Baja Santa Marta Intermedia San José del Guaviare Baja Sincelejo Intermedia Tunja Intermedia Valledupar Baja Villavicencio Alta Yopal Alta 4.1.2 Coeficiente de Importancia y Grupo de Uso El coeficiente de importancia, I, es un modificador del espectro y así mismo de las fuerzas de diseño de acuerdo al grupo de uso a qué esté asignada la edificación. De acuerdo al NSR-10, todas las edificaciones deben clasificarse dentro de uno de los siguientes grupos de uso: Grupo IV — Edificaciones indispensables — Son aquellas edificaciones de atención a la comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación no puede ser trasladada rápidamente a un lugar alterno. Este grupo debe incluir: (a) Todas las edificaciones que componen hospitales clínicas y centros de salud que dispongan de servicios de cirugía, salas de cuidados intensivos, salas de neonatos y/o atención de urgencias, Página 28 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS (b) Todas las edificaciones que componen aeropuertos, estaciones ferroviarias y de sistemas masivos de transporte, centrales telefónicas, de telecomunicación y de radiodifusión, (c) Edificaciones designadas como refugios para emergencias, centrales de aeronavegación, hangares de aeronaves de servicios de emergencia, (d) Edificaciones de centrales de operación y control de líneas vitales de energía eléctrica, agua, combustibles, información y transporte de personas y productos, (e) Edificaciones que contengan agentes explosivos, tóxicos y dañinos para el público, y (f) En el grupo IV deben incluirse las estructuras que alberguen plantas de generación eléctrica de emergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio, y los accesos, peatonales y vehiculares de las edificaciones tipificadas en los literales a, b, c, d y e del presente numeral. Grupo III — Edificaciones de atención a la comunidad — Este grupo comprende aquellas edificaciones, y sus accesos, que son indispensables después de un temblor para atender la emergencia y preservar la salud y la seguridad de las personas, exceptuando las incluidas en el grupo IV. Este grupo debe incluir: (a) Estaciones de bomberos, defensa civil, policía, cuarteles de las fuerzas armadas, y sedes de las oficinas de prevención y atención de desastres, (b) Garajes de vehículos de emergencia, (c) Estructuras y equipos de centros de atención de emergencias, (d) Guarderías, escuelas, colegios, universidades y otros centros de enseñanza, (e) Aquellas del grupo II para las que el propietario desee contar con seguridad adicional, y (f) Aquellas otras que la administración municipal, distrital, departamental o nacional designe como tales. Grupo II — Estructuras de ocupación especial — Cubre las siguientes estructuras: (a) Edificaciones en donde se puedan reunir más de 200 personas en un mismo salón, (b) Graderías al aire libre donde pueda haber más de 2000 personas a la vez, (c) Almacenes y centros comerciales con más de 500 m² por piso, (d) Edificaciones de hospitales, clínicas y centros de salud, no cubiertas en Grupo de Uso IV. (e) Edificaciones donde trabajen o residan más de 3000 personas, y (f) Edificios gubernamentales. Grupo I — Estructuras de ocupación normal — Todas las edificaciones cubiertas por el alcance de este Reglamento, pero que no se han incluido en los Grupos II, III y IV. Así pues, teniendo en cuenta el grupo de uso se definen los siguientes coeficientes de importancia: Página 29 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 13. Grupo de uso y coeficiente de importancia Grupo de Uso Coeficiente de Importancia , I IV 1.5 III 1.25 II 1.10 I 1.00 4.1.3 Desempeño de los elementos no estructurales Según el reglamento sismo resistente NSR-10, se denomina desempeño el comportamiento de los elementos no estructurales de la edificación ante la ocurrencia del sismo de diseño que la afecte y se clasifica en los siguientes grados: Superior: Aquel en el cual el daño que se presenta en los elementos no estructurales es mínimo y no interfiere con la operación de la edificación debido a la ocurrencia del sismo de diseño. Bueno: Aquel en el cual el daño que se presenta en los elementos no estructurales es totalmente reparable y puede haber alguna interferencia con la operación de la edificación con posterioridad a la ocurrencia de diseño. Bajo: Aquel en el cual se presentan daños graves en los elementos no estructurales, inclusive no reparables, pero sin desprendimiento o colapso, debido a la ocurrencia del sismo de diseño. Dependiendo del uso de la edificación se realiza una calificación por grupo. En el reglamento se especifica el desempeño de los elementos no estructurales dependiendo del grupo al que pertenezca la edificación: Tabla 14. Grupo de uso y grado de desempeño Grupo de uso Grado de desempeño IV Superior III Superior II Bueno I Bajo Página 30 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tipo de anclaje según su capacidad de disipación de energía Dúctiles (Rp=6): Cuando el anclaje se realiza por medio de anclajes profundos que emplean químicos (epóxicos), anclajes profundos vaciados en el sitio, o anclajes vaciados en el sitio que cumplen con los requisitos de la NSR-10. No se permiten pernos de expansión ni anclajes colocados por medios explosivos (tiros). No dúctiles (Rp=1,5): Cuando el anclaje se realiza por medio de pernos de expansión, anclajes superficiales que emplean químicos (epóxicos), anclajes superficiales vaciados en el sitio o anclajes colocados por medio explosivos (tiros). Tipo de anclaje con la capacidad de disipación de energía mínima requerida según su grado de desempeño. Tabla 15. Tipo de anclaje según el grado de desempeño Grado de Desempeño Elemento no estructural 𝑎 Superior Bueno Bajo 1 Dúctiles No dúctiles No requerido 2.5 Dúctiles No dúctiles No requerido 2.5 No dúctiles No requeridoe No requerido Sistemas de aire acondicionado, calefacción y ventilación, y sus ductos 1 Dúctiles No dúctiles No requerido Paneles de eléctricos 1 No dúctiles No dúctiles No requerido Equipo en general Bandeja de cables Bombas hidráulicas Tanques, condensadores, intercambiadores de calor, equipos de presión Empates con las redes de servicios públicos Sistema de tuberías Tubería de gases combustibles Otros sistemas de tuberías control y y gabinetes Página 31 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Notas: (a) Los valores de 𝑎 dados son para la componente horizontal. Para la componente vertical deben incrementarse en un 33%. 4.1.4 Exenciones al NSR-10. Están exentas de los requisitos del presente Capítulo todas las edificaciones pertenecientes a los grupos de uso I y II localizadas en zonas de amenaza sísmica baja (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica, 2010, Numeral A.9.1.3). No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las bandejas de cables eléctricos en las siguientes situaciones: (1) Ductos y bandejas de cables colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas, donde el ducto tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier ducto eléctrico de menos de 65 mm de diámetro interior, localizado en otros espacios (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica, 2010, Tabla A.9.5-1). No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las tuberías en las siguientes situaciones: (1) Tuberías colgadas de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas donde la tubería tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier tubería de menos de 65 mm de diámetro interior, localizada en otros espacios (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica, 2010, Tabla A.9.5-1). No hay necesidad de disponer de soportes sísmicos para los ductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado en las siguientes situaciones: (1) Ductos colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) Ductos que tienen una sección con un área menor de 0.60 m2 (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica, 2010, Tabla A.9.5-1). Los componentes instalados en línea con el sistema de conductos y que tengan un peso operativo superior a 75 libras (34 kg) deben estar soportados y apuntalados independientemente del sistema de conductos (ASHRAE, 2012) La tubería sin arriotramiento unida a equipo sin arrostramiento debe tener conectores flexibles para adaptarse al movimiento (ASHRAE, 2012) Cuando se especifica en la tabla como “No requerido” , se refiere a que el elemento no estructural no requiere diseño y verificación sísmica (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica, 2010, Tabla A.9.5-1). Página 32 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS RECOMENDACIONES HORIZONTAL SISMO RESISTENCIA PARA TUBERÍA Se requieren refuerzos sísmicos en todo tipo de materiales de tubería, incluidos acero, cobre, hierro fundido y especialmente en tuberías de plástico o fibra de vidrio. El desempeño de la tubería en terremotos varía según la ductilidad del material de la tubería en sí y la flexibilidad de las conexiones individuales de la tubería. El eslabón débil más común se encuentra en las conexiones de tuberías a válvulas y equipos. Las secciones de tubería con accesorios roscados pueden fallar en las roscas cuando se someten a repetidos movimientos de flexión. El arrostramiento adecuado de la tubería suspendida horizontalmente evita daños a los sistemas adyacentes y también protege las conexiones críticas de las secciones de tubería y al equipo. Los tubos de acero y cobre con uniones soldadas o con ranuras son extremadamente dúctiles y funcionan bien en terremotos. La tubería en sí simplemente no falla en los terremotos. Sin embargo, el movimiento puede ser demasiado grande al final de los tramos de tubería, específicamente en las conexiones al equipo. Los conectores flexibles en el equipo pueden aumentar la capacidad de movimiento de la tubería y proteger las conexiones del equipo. Sin embargo, los conectores flexibles pueden fallar si se permite que la tubería se balancee excesivamente. La combinación de conectores flexibles correctamente diseñados y refuerzos de balanceo correctamente ubicados cerca del final del tramo de tubería tenderá a evitar daños en las conexiones del equipo. Aunque los materiales plásticos especiales para tuberías, como el cloruro de polivinilo (PVC) o el fluoruro de polivinilideno (PVDF), son flexibles y permiten grandes deflexiones, similares a las de las tuberías de acero y cobre, las uniones soldadas con solvente para estos materiales de tubería tienden ser áreas de concentración de esfuerzos, reduciendo la ductilidad general y requiriendo una reducción en el espaciamiento de las riostras. Las uniones atornilladas para tuberías de acero y cobre también tienden a inducir áreas de concentración de esfuerzos y pueden estar sujetas a un espacio reducido entre riostras. Los extremos de los tramos de tubería en las conexiones de los equipos son especialmente críticos y requieren un refuerzo de balanceo adecuado. El arrostramiento de balanceo de tubería suspendida requiere lo siguiente: 1. Cada tramo de tubería de soporte individual o de trapecio debe tener una riostra estabilizadora para limitar el movimiento en todas las direcciones. 2. El espaciamiento máximo de la riostra estabilizadora debe considerar la resistencia de la tubería, las conexiones de la tubería, la capacidad sísmica de la riostra estabilizadora y las limitaciones de la estructura del edificio. 3. Se deben utilizar soportes verticales que puedan aceptar una carga de compresión y una carga de tracción. Página 33 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS 4. Se deben usar suspensiones de tubería individuales existentes o se deben agregar abrazaderas de tubería para conectar los arriostramientos de balanceo a la tubería. 5. Deben usarse dispositivos de sujeción, como pernos en U o abrazaderas para soportes de tubería en un trapecio. 6. Las tuberías colgadas por aisladores de vibración deben detallarse e instalarse con los aisladores conectados directamente a la estructura, los topes de límite ubicados directamente debajo de las carcasas de aislamiento y los tirantes de cable dispuestos para limitar el balanceo. 7. Los anclajes y guías utilizados para controlar la expansión y contracción térmica también deben diseñarse para actuar como tirantes de balanceo. 4.2.1 Sistema de arrostramiento con cables (Gripple) Hay dos tipos de arriostramientos con cable que deben ser usados al momento de reforzar una tubería en aplicaciones sismo resistentes: Figura 6. Arriotramiento Transversal y arrostramiento transversal Para los soportes tipo trapecio con varilla roscada detallados en la sección “SOPORTES TÍPICOS EN RIEL CHANNEL” un sistema de arrostramiento con cables se compone de los elementos que se ilustran en la siguiente figura: Página 34 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Figura 7. Riostras y refuerzos de varilla De acuerdo a lo establecido en (ASHRAE, 2012) un procedimiento de disposición sugerido para los arriostramientos de tuberías es el siguiente: 1. Cada tramo recto del sistema de tuberías debe estar reforzado con un mínimo de dos riostras transversales instaladas perpendiculares a la tubería y una riostra longitudinal instalada paralela a la tubería, como se muestra en la figura 7. 2. Las riostras transversales deben ubicarse en el punto de soporte final de cada tramo de tubería con dos soportes. Si la distancia entre las riostras excede el espaciado máximo de riostras transversales, se deben ubicar riostras transversales adicionales para limitar el espaciado de riostras al espaciado máximo de riostras transversales, como se muestra en la Figura 8. 3. Se debe colocar una riostra longitudinal en cada tramo recto de tubería. Si la longitud del tramo de tubería excede el espaciado máximo de riostras longitudinales, se deben colocar riostras longitudinales adicionales en el tramo de tubería mientras se limita el espaciado de riostras al espaciado máximo de riostras longitudinales, como se muestra en la figura 9. 4. Las caídas verticales desde tramos horizontales de tubería hasta el equipo requieren una riostra transversal en la ubicación de soporte final antes de la caída de la tubería. Esta es la riostra más crítica en todo el tramo de tubería. Como se ilustra en la figura 10, la longitud total de la tubería desde el punto de apoyo hasta la conexión del equipo o el conector flexible debe ser menos de la mitad del espaciado máximo de la riostra de balanceo de la riostra transversal y la longitud de la tubería desde el punto de apoyo hasta la caída debe ser menor que la longitud máxima de desplazamiento. La ubicación adecuada de la riostra, lo más cerca posible de la caída de la tubería, y el tamaño adecuado de la riostra para manejar las cargas, incluida la caída de la tubería, son fundamentales. Página 35 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS 5. Evite arriostrar una tubería en partes de la estructura (Edificio) que puedan actuar de manera diferente en respuesta a un terremoto. Por ejemplo, no conecte una riostra transversal a una pared y una riostra longitudinal a un piso o techo en la misma ubicación de la riostra. Esta es una preocupación especial en una sala de máquinas de un ático con marcos ligeros. La pared y el piso tienden a moverse al unísono en una sala de máquinas del sótano, por lo que es aceptable la fijación de tirantes a la pared y al piso. 6. No mezcle arriostramientos sólidos con arriostramientos de cable en la misma dirección en ningún tramo de tubería. Es probable que los arriostramientos sólidos sean más rígidos que los arriostramientos de cable, por lo que no comparten las cargas de manera uniforme. Esto es muy importante para tuberías grandes y rígidas, pero menos importante para tuberías de menor diámetro y menos rígidas, que son más flexibles que los arriostramientos sólidos o de cable. 7. Los soportes tipo trapecio múltiples o apilados que comparten varillas de suspensión deben arriostrarse de forma independiente entre sí. De lo contrario, los trapecios se pueden conectar con un marco rígido en las ubicaciones de las riostras sísmicas y los marcos se refuerzan con métodos y detalles estándar. Figura 8. Ubicación de la riostra transversal Figura 9. Ubicación de la riostra transversal y longitudinal Página 36 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Figura 10. Refuerzo de la caída de la tubería al equipo apoyado en el piso En la siguiente tabla se muestran las distancias máximas entre riostras para diferentes tipos de material de tubería: Tabla 16. Distancias máximas entre riostras Material Máxima distancia Riostras Transversales ft (m) Máxima distancia Riostras Longitudinales ft (m) Tubería de acero y cobre con conexiones soldadas, soldadas, ranuradas o atornilladas 40 (12 ) 80 (24) Tubería de PVC o PVDF con conexiones soldadas con solvente 20 (6) 40 (12) NOTA: Las recomendaciones anteriormente mencionadas son solo un marco de referencia que otorga criterios para validar un diseño específico de arriostramientos. Este diseño se debe solicitar al proveedor de los arriostramientos (Gripple) en donde se detallarán los tipos de riostras a usar, sus ubicaciones y anclajes necesarios. RECOMENDACIONES VERTICAL SISMO RESISTENCIA PARA TUBERÍA Para soportar tubería vertical se recomienda el uso de abrazaderas de suspensión. Las cuales, junto con los tornillos, tienen una capacidad de carga basada en la fuerza de cierre. Este tipo de soportes disminuyen los esfuerzos que tiene que soportar la tubería comparados con soportes soldados a la tubería. Cada tubería vertical se debe soportar de manera independiente y el peso de la tubería y la columna del fluido que esté circulando la debe sostener el soporte horizontal justo debajo de la vertical. Los soportes verticales deben soportar la carga de las pruebas Página 37 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS hidrostáticas y se seleccionan para soportar cargas críticas, si la tubería tiene una válvula que limita el paso del fluido, el soporte no se debe seleccionar para esta carga, si no para soportar la carga completa, como si la válvula se encontrara completamente abierta. El soporte debe diseñarse para soportar dos veces la carga muerta. Si se llega a cambiar la longitud de la vertical de la tubería, se debe reconsiderar la selección de los soportes, ya que esto aumenta el peso tanto de la tubería como del fluido que esta contiene. Para tuberías de trabajo pesado se recomienda soldar el soporte a la tubería y utilizar soportes de trabajo pesado, así como aumentar la distancia entre los mismos. Se recomienda soldar las abrazaderas a una placa, la cual va se une a la estructura del edificio, por medio de una unión pernada como indica la figura 11, la cual es una ilustración de una abrazadera para tubería de trabajo pesado. Se debe tener especial cuidado al alinear los soportes en la tubería vertical. Ya que los soportes restringen el movimiento lateral, por lo que, si estos no están debidamente alineados, se pueden generar esfuerzos no deseados en la tubería. Todas las tuberías deben tener guías que permitan a la tubería estar alineada y evitan el pandeo. Las distancias varían dependiendo del diámetro de la tubería y la fuerza sísmica a la que está sometida. Figura 111. Soporte de Tubería vertical para trabajo pesado Página 38 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS CAPÍTULO 5 DETALLES TIPO Abrazaderas para Riel Channel Horizontales Abrazadera para verticales Página 39 ACO.M.552 Versión:0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Tabla 17. Dimensiones y torque recomendado para abrazadera tipo 8 Diámetro Nominal [in] [in] [mm] [in] [mm] [in] 1/4 6 1/2 165 1 25 2 1/2 64 3/8 3/8 6 1/2 165 1 25 2 5/8 67 1/2 6 1/2 165 1 25 2 3/4 3/4 7 178 1 25 1 9 3/8 238 1 1 1/4 9 5/8 244 1 1/2 10 2 10 1/4 11 1/4 11 3/8 11 3/8 2 1/2 3 3 1/2 L G B C Diámetro del Perno [mm] [in] [mm] Torque [in] [mm] [lbf. in] [N.m] 10 5/16 8 11 1,24 3/8 10 5/16 8 11 1,24 70 3/8 10 5/16 8 11 1,24 3 76 3/8 10 5/16 8 11 1,24 25 3 1/4 83 3/8 10 3/8 10 21 2,37 1 25 3 1/2 89 3/8 10 3/8 10 21 2,37 254 1 25 3 3/4 95 3/8 10 3/8 10 21 2,37 260 1 25 4 1/4 108 1/2 13 7/16 11 32 3,62 286 1 25 4 3/4 121 1/2 13 7/16 11 32 3,62 289 1 25 5 1/2 140 1/2 13 7/16 11 32 3,62 289 1 25 5 3/4 146 1/2 13 7/16 11 32 3,62 Página 40 ACO.M.552 Versión: 0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Diámetro Nominal [in] 4 5 6 8 10 12 L G B C [in] [mm] [in] [mm] [in] 12 7/8 13 3/4 14 3/4 18 1/2 20 1/4 22 3/4 327 1 25 7 178 1/2 349 38 8 203 38 9 38 514 1 1/2 1 1/2 1 1/2 2 51 578 2 51 375 470 Nota: Construcción basada en (MAINLINE, 2013) Diámetro del Perno [mm] [in] [mm] Torque [in] [mm] [lbf. in] [N.m] 13 1/2 13 46 5,20 1/2 13 1/2 13 46 5,20 229 1/2 13 1/2 13 46 5,20 12 305 5/8 16 5/8 16 100 11,30 13 3/4 15 3/4 349 5/8 16 5/8 16 100 11,30 400 5/8 16 5/8 16 100 11,30 Página 41 ACO.M.552 Versión:0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS Anclajes Sismo resistentes (Dúctil) Marca Hilti Modelo Kwik HUS-EZ I Anclajes para concreto Fisurado (No Dúctil) Marca Hilti Modelo HDI-P TZ Anclaje para concreto no Fisurado (No Dúctil) Marca Hilti Modelo HDI Página 42 ACO.M.552 Versión:0 / 29-10-21 MANUAL DE SOPORTES PARA TUBERÍAS ANEXOS Esquemas de Soportes Típicos para Tuberías Selección de Soportes según (ANSI MSS SP - 58, 2009) REFERENCIAS ANSI MSS SP - 58. (2009). Pipe Hangers and Supports - Materials, Design, Manufacture, Selection, Application and Installation. Virginia: ANSI MSS. ASHRAE. (2012). Practical guide to Seismic Restraint (Segunda ed.). Viginia: AHSRAE. Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica. (2010). Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. Bogota: Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica. DICOL. (2021). Catálogo Soporte DICOL. HILTI. (2021, Octubre 22). Ask Hilti. Retrieved from https://ask.hilti.com.pa/article/%25C2%25BFque-significa-concreto-fisurado-enel-diseno-de-anclaje-aclaremos-esto-de-una-vez-por-todas/8hy2ez ICC. (2009). International Building Code. USA: International Code Council. MAINLINE. (2013, 02 13). Riser Clamps Combined - Product Specifications. Retrieved from https://hughesonly.mainlinecollection.com/files/2013/02/Riser-ClampsCombined.pdf Matveev, A. (2018). What is piping - stress analysis features of the tall pipe risers. Retrieved from https://whatispiping.com/stress-analysis-features-of-the-tall-piperisers/ PAVCO WAVIN. (2020). Manual Técnico Tubosistemas Presión PVC. Colombia. Página 43