CRITERIO DE DISEÑO ESTRUCTURAL TABLA DE CONTENIDO 1 2 3 GENERAL .....................................................................................................................................................5 1.1 ALCANCE ................................................................................................................................................. 5 1.2 CONDICIONES DE SITIO........................................................................................................................... 5 1.3 UNIDADES ............................................................................................................................................... 5 CÓDIGOS Y ESTANDARES .............................................................................................................................5 2.1 NORMAS NACIONALES ........................................................................................................................... 5 2.2 NORMAS INTERNACIONALES: ................................................................................................................. 5 2.3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA .............................................................................................................. 7 2.4 FACTORES DE IMPORTANCIA .................................................................................................................. 7 CARGAS DE DISEÑO .....................................................................................................................................9 3.1 3.2 PESO PROPIO Y CARGAS PERMANENTES (DL) ........................................................................................ 9 3.1.1 Peso Propio Estructural (DLS).................................................................................................... 9 3.1.2 Cargas Permanentes de Tuberías, Ductos y Bandejas (DLP) ................................................... 10 CARGA VIVA (LL) ................................................................................................................................... 10 3.2.1 Carga Viva de Entrepiso (LLF) .................................................................................................. 10 3.2.2 Carga Viva de Materiales (LLE) ................................................................................................ 11 3.2.3 Carga Viva de Tuberías (LLP) ................................................................................................... 12 3.2.4 Cargas Vivas Vehiculares (LLV) ................................................................................................ 12 3.2.5 Barandas ................................................................................................................................. 12 3.2.6 Barreras Vehiculares ............................................................................................................... 12 3.3 CARGA VIVA DE TECHO (LLR)................................................................................................................. 13 3.4 CARGA DE PRESIÓN DE TIERRA (HL) ..................................................................................................... 13 3.4.1 Empuje Lateral de Terreno (HL1) ............................................................................................ 13 3.4.2 Empuje lateral de sobrecargas (HL2) ...................................................................................... 14 3.5 CARGAS DE NIEVE (SL) .......................................................................................................................... 14 3.6 CARGAS DE VIENTO (WL) ...................................................................................................................... 14 3.7 3.6.1 Velocidad Básica...................................................................................................................... 14 3.6.2 Presión de viento .................................................................................................................... 15 3.6.3 Procedimiento de análisis ....................................................................................................... 15 3.6.4 Consideraciones especiales para facilidades o infraestructura móvil y/o temporal “Clase F-E” ............................................................................................................................... 15 CARGA SÍSMICA (EQ) ............................................................................................................................ 16 3.7.1 Parámetros Sísmicos ............................................................................................................... 16 3.7.2 Factores de modificación de respuesta sísmica ...................................................................... 16 3.7.3 Peso sísmico efectivo .............................................................................................................. 16 3.7.4 Método de análisis .................................................................................................................. 17 3.7.5 Consideraciones especiales para facilidades o infraestructura móvil y/o temporal “Clase F-E” ............................................................................................................................... 17 3.8 CARGA DE EQUIPOS (EL) ....................................................................................................................... 17 3.9 CARGAS DE GRÚA (CL) .......................................................................................................................... 18 3.10 CARGAS DE TENSION DE FAJA TRANSPORTADORA (BL) ....................................................................... 18 3.11 CARGAS DE MONTAJE (ML) .................................................................................................................. 18 3.12 CARGAS TÉRMICAS (TL) ........................................................................................................................ 19 3.12.1 Expansión térmica ................................................................................................................... 19 3.12.2 Cargas térmicas de equipos .................................................................................................... 19 3.13 CARGAS DE IMPACTO (IL) ..................................................................................................................... 19 3.13.1 Cargas de Impacto de Grúas ................................................................................................... 19 3.13.2 Cargas de impacto para maquinaria ....................................................................................... 19 3.14 4 CARGAS DE FRICCIÓN (FL)..................................................................................................................... 20 BASES DE DISEÑO ..................................................................................................................................... 21 4.1 GENERALIDADES ................................................................................................................................... 21 4.2 DISEÑO SISMORRESISTENTE ................................................................................................................. 21 4.2.1 4.3 4.4 Filosofía y Pautas del Diseño Sismorresistente ....................................................................... 21 COMBINACION DE CARGAS .................................................................................................................. 21 4.3.1 Combinaciones LRFD - Básicas ................................................................................................ 22 4.3.2 Combinaciones LRFD – Condición de arenamiento de tolvas ................................................. 22 4.3.3 Combinaciones LRFD – Básicas con fajas transportadoras ..................................................... 22 4.3.4 Combinaciones ASD – Básicas ................................................................................................. 22 4.3.5 Combinaciones ASD – Condición de arenamiento de tolvas ................................................... 23 4.3.6 Combinaciones ASD – Edificaciones con grúas ....................................................................... 23 4.3.7 Combinaciones ASD – Edificaciones con grúas y fajas transportadoras ................................. 23 DEFLEXIONES ADMISIBLES .................................................................................................................... 24 4.4.1 Deflexiones verticales y horizontales ...................................................................................... 24 4.4.2 Derivas inducidas por carga de viento .................................................................................... 25 4.4.3 Derivas inducidas por carga sísmica ........................................................................................ 26 4.5 ESPACIOS/ALTURAS LIBRES .................................................................................................................. 26 4.6 VIGAS CARRILERAS ................................................................................................................................ 26 4.7 ESFUERZOS DE FATIGA ......................................................................................................................... 26 4.8 CORROSIÓN .......................................................................................................................................... 26 4.9 PLANCHAS BASE DE COLUMNAS .......................................................................................................... 27 4.10 PLANCHAS BASE DE EQUIPOS ............................................................................................................... 27 4.11 CONEXIONES DE ACERO ESTRUCTURAL ............................................................................................... 27 4.11.1 Tipos de Conexiones. .............................................................................................................. 28 4.11.2 Requerimientos para Conexiones ........................................................................................... 28 4.12 TANQUES .............................................................................................................................................. 29 4.13 CIMENTACIONES................................................................................................................................... 29 4.13.1 Requerimientos Generales...................................................................................................... 29 4.13.2 Cimentaciones de tipo bloque para equipo ............................................................................ 30 4.14 LOSAS DE PISO ...................................................................................................................................... 31 4.15 ANÁLISIS DINÁMICO Y DE VIBRACIONES .............................................................................................. 31 4.15.1 Criterio de aceptación para estructuras metálicas ................................................................. 32 4.15.2 Criterio de aceptación para cimentaciones de equipos .......................................................... 32 5 6 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ............................................................................................................... 32 5.1 ACERO ESTRUCTURAL ........................................................................................................................... 32 5.2 UNIONES DE ACERO ESTRUCTURAL...................................................................................................... 33 5.3 PARRILLAS DE PISO (GRATING) ............................................................................................................. 33 5.4 PLANCHA ESTRIADA .............................................................................................................................. 33 5.5 PERNOS DE ANCLAJE ............................................................................................................................ 33 5.6 BARANDAS ............................................................................................................................................ 34 5.7 CONCRETO ............................................................................................................................................ 35 5.7.1 General .................................................................................................................................... 35 5.7.2 Resistencia mínima de elementos de concreto armado ......................................................... 35 5.7.3 Solados y rellenos de concreto pobre ..................................................................................... 35 5.8 ACERO PARA ARMADURAS ................................................................................................................... 36 5.9 ALBAÑILERÍA ARMADA (MAMPOSTERÍA) ............................................................................................. 36 5.10 GROUT PARA PLANCHAS BASE ............................................................................................................. 37 LÍMITES DE TRANSPORTE EN CAMIÓN ....................................................................................................... 37 ANEXO A: GLOSARIO........................................................................................................................................ 38 1 GENERAL 1.1 ALCANCE Los criterios de diseño que se presentan en este documento regirán el diseño de las estructuras de acero y concreto de las instalaciones del Proyecto Las Bambas en Perú; esto incluirá la Planta Concentradora y otras Estructuras para edificaciones auxiliares. 1.2 CONDICIONES DE SITIO Las condiciones generales de sitio serán especificadas en el documento N°LE14188A-0000-0410-ESP- 00013 “Especificación Técnica Condiciones de Sitio”. 1.3 UNIDADES Se usarán unidades consistentes con el sistema internacional de medidas (kN, m, °C). Las dimensiones en los planos de estructuras de concreto y acero se darán en milímetros. 2 CÓDIGOS Y ESTANDARES Todos los diseños se harán en conformidad con este documento y con la última versión de las normas y códigos indicados a continuación. En caso de existir discordancia entre los valores indicados en el presente documento y valores oficiales, normativos, u otro tipo de fuente, la resolución de ello será siempre en el sentido más conservador, a menos que se indique expresamente otro actuar por Las Bambas. 2.1 NORMAS NACIONALES Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) 2.2 NTE E.020-06 Cargas NTE E.030-18 Diseño Sismorresistente NTE E.050-18 Suelos y Cimentaciones NTE E.060-09 Concreto Armado NTE E.070-06 Albañilería NTE E.090-06 Estructuras Metálicas NORMAS INTERNACIONALES: IBC 2018 International Building Code - International Code Council. ASCE/SEI 7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria forBuildings and Other Structures. ACI American Concrete Institute: ACI 301-16 Specifications for Structural Concrete. ACI 318-19 Building Code Requirements for Structural Concrete. ACI 315R-18 Details and Detailing of Concrete Reinforcement. ACI 350.3-06 Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures. ACI 351.2R-10 Foundations for Static Equipment. ACI 351.3R-18 Foundations for Dynamic Equipment. ACI 355.2-19 Qualification of Post Installed Mechanical Anchors inConcrete. ACI 360R-10 Design of Slabs on Ground. ACI 530/530.1-13 Building Code Requirements and Specification forMasonry Structures and Companion Commentaries AISC American Institute of Steel Construction: AISC 303-16 Code of Standard Practice for Steel Buildings andBridges. AISC 325-16 Steel Construction Manual15th Edition. AISC 327-16 Seismic Design Manual. AISC 341-16 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. AISC 358-16 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moments Frames for Seismic Applications, including Supplement No.1. American Institute of Steel Construction. AISC 360-16 Specification for Structural Steel Buildings. RCSC-14 Specification for Structural Joints Using High-StrengthBolts AISI S100-16 North American Specification for the Design of Cold- Formed Steel Structural Members. American Iron and Steel Institute. AIST.R. 13-2003 Guide for the Design and Construction of Mill Buildings. Association of Iron and Steel Technology AWS American Welding Society: AWS D1.1-2015 Structural Welding Code – American Welding Society. AWS D1.8-2016 Structural Welding Code American Welding Society. API American Petroleum Institute: API 620 12th Ed. Design and Construction of Large, Welded, Low Pressure Storage Tanks - 12th Edition. American Petroleum Institute. API 650 13th Ed. Welded Tanks for Oil Storage - 12th Edition. American Petroleum Institute. AASHTO LRFD-2017 Bridge Design Specifications. American Association ofState Highway and Transportation Officials. AWWA D100-11 Welded Carbon Steel Tanks for Water Storage. AmericanWater Works Association. – Seismic Supplement. LE14188A-0000-0411-DCR-00001, REV. 0 PÁG.: 6 AWWA M11-16 Steel Pipe - A Guide for Design and Installation. American Water Works Association. FEMA 450-2003 NEHRP Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures. Federal Emergency Management Agency. ASTM Estandares aplicables para materiales de construcción especificados en este criterio de diseño. American Society of Testing Materials. NFPA 2.3 2.4 National Fire Protection Association Standards. NAAMM MBG 531-17 Metal Bar Grating Manual. National Association of Architectural Metal Manufacturers. AS 2670.1 Evaluation of human exposure to whole-body vibration. Part: General Requirements. DOCUMENTOS DE REFERENCIA LE14188A-0000-0410-ESP-00001 Obras de Concreto, Concreto General y Concreto Premezclado LE14188A-0000-0411-ESP-00001 Suministre de Acero de Uso Estructural y Acero Misceláneo LE14188A-0000-0410-ESP-00013 Especificación Técnica Condiciones de Sitio LE14188A-0000-0412-DCR-00001 Criterio de Diseño de Arquitectura LE14188A- 0000-0410-DCR-00001 Criterio de Diseño Civil LE14188A-0000-0420-DCR-00001 Criterio de Diseño Mecánica LE14188A-0000-0460-DCR-00001 Criterio de Diseño Piping LE14188A-0000-0430-DCR-00001 Criterio de Diseño Eléctrico LE14188A-0000-0450-DCR-00001 Criterio de Diseño de Procesos LE14188A-0000-0420-DCR-00002 Criterio de Diseño de Manejo de Materiales LP09758B-0310-F414-MEM-00002 Technical Memorándum – Estudio de Peligro Sísmico (2018) Estudio de Mecánica de Suelos Específico para cada proyecto FACTORES DE IMPORTANCIA Los Factores de Importancia presentados a continuación son aplicados, según el tipo de Facilidad o Infraestructura definida en la Clasificación de Facilidades (Facility Class) que se detalla en el documento N°LE14188A-0000-0410-ESP-00013 “Technical Specifications for General Site Conditions”. Se detalla a continuación los tipos de Facilidades y Estructuras cubiertos por esta clasificación: Clase F-A: Facilidades o Infraestructura de uso Esencial; permitirá el uso de sistemas estructurales de muros de concreto armado, muros de albañilería armada (mampostería), pórticos de acero resistentes a momento y pórticos concéntricamente arriostrados, que pueden ser especiales u ordinarios. Irregularidades según definición de ASCE 7-16 Tabla 12.3-1 y 12.3-2 no estarán permitidas. Clase F-B: Facilidades o Infraestructura de la Planta de Procesos; incluirá edificaciones de uso industrial y no-edificaciones (Non-buildings). Se permite el uso de sistemas estructurales de acero: pórticos ordinarios resistentes a momento y pórticos ordinarios concéntricamente arriostrados; así como también sistemas estructurales de concreto armado: muros, pórticos especiales y sistemas duales. Irregularidades en edificaciones según definición de ASCE 7-16 Tablas 12.3-1 y 12.3-2 estarán permitidas siempre que se cumplan los artículos 12.3.4.1 y 12.3.4.2. Las no-edificaciones deberán cumplir las especificaciones del capítulo 15 de ASCE 716. La estructuración será definida de acuerdo con requerimientos del arreglo general mecánico y la disciplina de procesos a integrar. Clase F-C: Facilidades o Infraestructura Permanente; que considerará talleres con puente grúa, sistemas de bombeo de agua y recuperación, patios de llaves y alimentación eléctrica y noedificaciones (Non-buildings). Se permitirá el uso de sistemas estructurales de acero: pórticos ordinarios resistentes a momento y pórticos ordinarios concéntricamente arriostrados; así como también sistemas estructurales de concreto armado: muros, pórticos especiales y sistemas duales. Irregularidades en edificaciones según definición de ASCE 7-16 Tablas 12.3-1 y 12.3-2 estarán permitidas siempre que se cumplan los artículos 12.3.4.1 y 12.3.4.2. Las no-edificaciones deberán cumplir las especificaciones del capítulo 15 de ASCE 7-16. La estructuración será definida de acuerdo con los requerimientos del arreglo general definido para la Facilidad. Clase F-D: Facilidades o Infraestructura menor de uso común; que permitirá el uso de cualquier tipo de sistema estructural de acero, concreto armado y albañilería; además de sistemas estructurales no convencionales (como prefabricados, sistemas modulares, coberturas de lona, estructuras aligeradas) regulares e irregulares. El diseño de estas estructuras seguirá las especificaciones de ASCE 7-16; específicamente, el capítulo 12 para edificaciones, capítulo 15 para no-edificaciones y el capítulo 13 para el diseño de cercos, cerramientos y elementos no estructurales. Para el caso de estructuras temporales se podrá considerar protección superficialmínima o nula. Clase F-E: Facilidades o Infraestructura móvil y/o temporal; que considerará temporal a toda estructura con un tiempo de vida menor a un 1 año. Se permitirá el uso de cualquier tipo de sistema estructural además de sistemas estructurales no convencionales. El diseño por cargas de viento, nieve y sismo será en concordancia a la norma ASCE 37-14. Las cargas sísmicas podrán ser calculadas considerando el 20% de los parámetros SDS y SD1. Las estructuras con tiempos de vida útiles entre 1 y 5 años podrán ser consideradas como temporales siempre que se cuente con la aprobación del área Usuaria y la supervisión de Ingeniería del Proyecto. Las estructuras listadas dentro de la clasificación de Facilidades de uso Esencial (Clase F-A), al margen de su tiempo de vida útil, no podrán ser consideradas como Clase F-E, en ninguna circunstancia. Los factores de importancia definidos en la Tabla 1 deberán ser usados para el cálculo de cargas sísmicas, nieve y viento, siendo los siguientes: Tabla 1 Factores de importancia Facility Class Facilidad o Infraestructura Ocupación ASCE 7-16 Factor de importancia Sísmico, Ie Nieve, Is Viento, Iw Clase F-A Facilidades o Infraestructura Esencial IV 1.5 1.2 1.0 Clase F-B Facilidades o Infraestructura de la Planta de Procesos: III 1.25 1.1 1.0 II 1.0 1.0 1.0 Espesador de Concentrado, Retención y Bombeo de Concentrado, Espesado de relaves, Estación de bombeo de relaves, Tubería de relaves, Almacenamiento de relaves Trituración Primaria, Transporte Mineral Grueso, Almacenamiento / Acumulación de Mineral Grueso, Recuperación de Mineral Grueso, Molienda, Trituración de Canto Rodado, Flotación y Nueva Molienda, Tubería de Concentrado, Planta de Molibdeno, Depósito de Reactivos, Recepción de Concentrado, Planta de Filtros, Almacenamiento y Carga de Concentrado Clase F-C Facilidades o Infraestructura Permanente I 1.0 0.8 1.0 Clase F-D Facilidades o Infraestructura menor de uso común I 1.0 0.8 1.0 Clase F-E Facilidades o Infraestructura móvil y/o temporal: - - 0.64 - - 1.0 0.64 1.0 Estructuras con un tiempo de vida útil menora 1 año Estructuras auxiliares para construcción, Soportes temporales para tuberías, Soportes temporales para equipos mecánicos, Cartelesy señalización 3 CARGAS DE DISEÑO 3.1 PESO PROPIO Y CARGAS PERMANENTES (DL) 3.1.1 Peso Propio Estructural (DLS) Este tipo de carga incluye el peso propio de las estructuras y cargas permanentes provenientes de elementos no-estructurales (paredes, divisiones, pisos, techos, acabados, entre otros). El cálculo de peso propio de elementos estructurales deberá considerar las siguientes gravedades específicas para materiales de construcción: Concreto Armado: 24 kN/m3 Acero Estructural: 78.5 kN/m3 Albañilería Armada: 21 kN/m3 El empuje vertical de suelo correspondiente a rellenos definitivos estará considerado dentro de esta categoría. 3.1.2 Cargas Permanentes de Tuberías, Ductos y Bandejas (DLP) Las cargas suspendidas permanentes tales como ductos para tuberías de procesos y las bandejas eléctricas de gran tamaño deberán ser evaluados individualmente en cada caso. Las bandejas porta- cables deberán ser diseñadas para la mayor de las siguientes cargas: una carga uniformemente distribuida de 1.0 kN/m o una carga basada en indicaciones del especialista correspondiente. El peso durante operación normal incluye cargas laterales, debido a expansión térmica de tuberías y equipos adosados; este Incluye el peso propio de tuberías. Para efecto del diseño de ductos y sus soportes, deberán ser diseñados para una acumulación de polvo menor o igual al 30% del volumen del ducto. Una acumulación del 50% del volumen del ducto deberá ser usado, de modo que se pueda garantizar las condiciones de operación para material de polvo que se encuentre adherido a las paredes de ductos y que se encuentre en estado húmedo o que genere asentamientos (debido a la reducción de velocidad de los gases en transporte). 3.2 CARGA VIVA (LL) 3.2.1 Carga Viva de Entrepiso (LLF) Las Cargas Vivas son aquellas cargas gravitacionales producidas por el uso y ocupación de la estructura. Estas incluyen el peso de todas las cargas móviles incluyendo el personal, herramientas equipos misceláneos, tabiques movibles, cargas de ruedas, partes de equipos desmantelados y materiales almacenados. Las cargas vivas mínimas para el diseño de entrepisos de edificaciones convencionales e industriales, plataformas y escaleras serán las mostradas en la Tabla 2. Tabla 2: Cargas vivas en edificios e instalaciones industriales Descripción 2 Carga Concentrada(1) (kN) Escaleras y pasarelas de mantenimiento 2.5 1.4 Escaleras y corredores de evacuación 5.0 1.4 Lobbies, comedores y mezanines 5.0 - Particiones y paredes interiores (tabiquería) 0.5 - Salas de reunión y armarios 5.0 1.4 5.0(2) 4.5 Grating para elevadores 5.0 1.4 Pisos elevados con equipos 5.0 4.5 Laboratorios 1 Carga Uniforme (kPa) Carga aplicada en un área de 0.36m2 Usar el peso de equipamiento o de material almacenado, según sea conveniente Descripción Pisos elevados con oficinas y baños Carga Uniforme (kPa) 2.5 Techos 10 Ver sección 3.3 Plataformas de Operación (Excepto área de almacenamiento de liners de molino) 5.0 Depósito (pesado) 12.5 Ruedas de cargador frontal (3) Depósito (liviano) 7.5 Ruedas de cargador frontal (3) Losas de piso (tránsito peatonal) 5.0 - Losas de piso (tránsito vehicular/automóviles) 12.5 40 Salas de control (Instrumentación/UPS) 10.0 4.5 Salas eléctricas con switchgear 12.5 4.5 Piso de cámara de alimentación de chancadora primaria 15.0 14 Planta de chancado (área para laydown) 15.0 14 Piso de cámara de túnel recclaimer (recclaimtunnel) 15.0 14 Galerías (conveyors) 1.2 1.1 kN @ 1.20m Plataformas de acceso (conveyors) 2.5 1.4 Zona de manipulación de liners Plataformas alrededor del molino 3.2.2 Carga Concentrada(1) (kN) 25 (min)4 12.5 4.5 12 kN + Cargas de rueda de equipo reliner 4.5 Carga Viva de Materiales (LLE) La carga de material (del proceso de minado, que es transportado en fajas transportadoras, chutes y tolvas), deberá determinarse de acuerdo con los parámetros de materiales indicados en los criterios de diseño de Procesos, Mecánico y de Manejo de Materiales, ante la ausencia de datos podrán utilizarse los siguientes parámetros: 3 Magnitud de carga, espaciamiento y área de influencia serán provistos por el fabricante Se considerará un mínimo de 25 kPa; sin embargo, la verdadera magnitud de la carga y la delimitación del área cargada deberá realizarla el ingeniero responsable en conjunto con el área de operaciones de Las Bambas 4 40° Ángulo de reposo para apilamiento y para extracción. 1.6 t/m 3 Densidad para cálculos de volumen. 2.1 t/m 3 Densidad para cálculos de peso. Para fines de diseño estructural, todas las tolvas, chutes, tanques, tuberías y otros equipos que contengan productos o materiales que estén siendo procesados deberán considerarse como totalmente llenos de material o líquido, según sea el caso. 3.2.3 Carga Viva de Tuberías (LLP) La carga viva al interior de las tuberías deberá calcularse tomando en cuenta la sección interior de las tuberías llena al 100% de su capacidad. Cargas de impacto y golpe de ariete deberán considerarse como parte de la carga viva. Se deberán usar fuerzas provenientes del análisis de flexibilidad provisto por la especialidad de Tuberías. 3.2.4 Cargas Vivas Vehiculares (LLV) El análisis y diseño de obras viales deberá considerar, en donde sea aplicable las cargas y efectos producidos por el paso de camiones mineros (haul trucks); considerado para el diseño civil (ver documento LE14188A-0000-0410-DCR-00001, Criterio de Diseño Civil). Las cargas y efectos considerados deberán ser como mínimo mayores o iguales a los producidos por el camión de diseño HL-93, según definición de AASHTO LRFD Secc. 3.6.1.1. Las cargas efectivas máximas en cualquiera de los casos deberán ser incrementadas en un 33% para considerar los efectos de sobrecarga e impacto. En el caso de vehículos con más de dos ejes, las cargas horizontales de frenado en seco deberán considerarse por lo menos 50% de la carga vertical estática. Se asumirá que los vehículos de dos ejes transfieren el 100% de la carga vertical estática al eje trasero bajo condiciones de frenado y frenado en seco. Se deberá evaluar la transferencia de carga bajo otras configuraciones de ejes. Para el caso particular de diseño de puentes y obras de arte en caminos (tales como alcantarillas, cajones, culverts y muros de contención) las cargas a considerar deberán cumplir con el código AASHTO LRFD Secc. 3.0. 3.2.5 Barandas Las barandas serán diseñadas para resistir los efectos más críticos resultantes de la aplicación independiente de una carga concentrada de 0.9kN o una carga uniformemente distribuida de 0.75kN/m. Estas cargas serán aplicadas perpendicularmente en cualquier punto del larguero superior y podrán ser transferidas para diseño de los postes de soporte. 3.2.6 Barreras Vehiculares Las barreras vehiculares deberán ser diseñadas para resistir una carga concentrada de 26.70kN aplicada en la dirección perpendicular al eje de la barrera. Barreras vehiculares para puentes y caminos deberán ser diseñadas de acuerdo con los lineamientos del capítulo 13 de AASHTO LRFDBridge Design Specifications. 3.3 CARGA VIVA DE TECHO (LLR) La cargas vivas o sobrecargas mínimas para techos y azoteas se detallan en la Tabla 3. Tabla 3: Cargas vivas sobre techos y azoteas Carga Uniforme (kPa) Descripción Techos planos5 Carga Concentrada (kN) - 1.0 Techos con inc. mayor a 3° Ver NTE E.020 Art. 7.1 sec. b. Techos curvos 0.5 - Toldos y construcciones de lona tensada 0.3 - Cobertura metálica tipo Aluzinc (SteelClad) 0.3 0.9 Azoteas usadas asamblea 5.0 - como lugares de Para techos con inclinaciones menores a 30° y susceptibles a la acumulación de arena y/o polvo, las cargas presentadas en la Tabla 3 serán superadas y reemplazadas por los valores presentados en laTabla 4: Tabla 4: Carga viva por arena sobre techos con inclinaciones menores a 30° Descripción Carga Uniforme (kPa) Techos con parapeto 1.0 Techos sin parapeto 0.25 Las cargas indicadas, serán empleadas en el diseño de las facilidades e infraestructura de la Clase F-A, F-B (infraestructura de planta con techos), F-C y F-D (infraestructura menor con techos). Para facilidades o infraestructura denominada como móvil y/o temporal de la Clase F-E, siempre y cuando la temporalidad sea definida por el área Usuaria antes de su implementación, por un tiempo de vida mayor a 1 año y menor a 5 años; en áreas donde se identifique acumulación de polvo en techos. 3.4 CARGA DE PRESIÓN DE TIERRA (HL) 3.4.1 Empuje Lateral de Terreno (HL1) Las estructuras de contención de tierra deberán ser diseñadas para presiones de tierra calculadas utilizando los parámetros indicados en los reportes geotécnicos específicos para cada proyecto. 5 Se permite la reducción de carga viva repartida de acuerdo con lo indicado en ASCE 7-16 Sección 4.7 Ante la ausencia de datos, se podrán usar los valores de ángulo de fricción, densidad de materialde relleno y coeficientes de empuje mostrados en la Tabla 5 para el cálculo de presiones laterales: Tabla 5: Parámetros de diseño para estructuras de contención Descripción Ángulo de fricción interna, Densidad en masa, Parámetro de Diseño 30° 20 kN/m3, Coeficiente de presión de tierra en reposo, K0 0.50 Coeficiente de presión de tierra activa, K a 0.33 Coeficiente de presión de tierra pasivo, Kp 3.00 Los efectos sísmicos de la presión de tierras sobre muros de contención serán calculados usando la teoría de Mononobe-Okabe, según se describe en AASHTO LRFD Secc. A11. 3.4.2 Empuje lateral de sobrecargas (HL2) Además del empuje lateral del terreno, las estructuras de contención también deberán diseñarsepara las siguientes condiciones de sobrecarga (“Earth Surcharge”): Sobrecarga mínima: 5 kPa Vía con tráfico normal: Según AASHTO LRFD Secc. 3.11 Vía con tráfico de camiones mineros: a evaluarse para cada proyecto. Ver AASHTO LRFD Secc. 3.11 3.5 CARGAS DE NIEVE (SL) De acuerdo con las Condiciones de Sitio del área de proyecto, la carga potencial de nieve es despreciable (ver documento N°LE14188A-0000-0410-ESP-00013, Especificaciones Técnicas de Condiciones de Sitio, ver secciones 3.0 y 4.0). Las cargas de nieve para edificios y estructuras deberán cumplir la Norma E.020 “Cargas”. Se considerará como carga por nieve básica mínima 0.4 kPa actuando sobre todas las losas de piso y techo expuestas a la nieve. 3.6 CARGAS DE VIENTO (WL) 3.6.1 Velocidad Básica La presión por cargas de viento deberá calcularse de acuerdo con el capítulo 26 del código ASCE 7-16 considerando las velocidades básicas de viento VT mostradas en la Tabla 6. Tabla 6 Velocidades de viento según categoría de riesgo Risk Category Facility Class MRI (años) VT/V50 VT(km/h) VT(m/s) I F-D 300 1.14 86 24 II F-C / F-E 700 1.22 92 26 III F-B 1700 1.29 97 27 IV F-A 3000 1.34 101 28 En donde: MRI: Tiempo medio de retorno V50: Velocidad básica de viento para un MRI de 50 años VT/V50: Relación entre velocidad de viento para un MRI igual a T y velocidad de viento paraun MRI de 50 años (ASCE 7-16 Ec. C26.5-1) VT: Velocidad de viento para MRI especificado según “Risk Category” Las velocidades básicas de viento VT han sido calculadas multiplicando la velocidad mínima de viento especificada en NTE E.020 Art. 12.3 por el factor VT/V50 asociado para cada “risk category”. Para un MRI de 50 años la NTE E.020 especifica una velocidad básica de viento mínima de 75 km/h. 3.6.2 Presión de viento La presión de viento será calculada a partir de la siguiente ecuación: 𝑞𝑧 = 0.613𝐾𝑧𝐾𝑧𝑡𝐾𝑑𝐾𝑒𝑉2 (ASCE 7-16 Ec. 26.10-1.si) En donde: qz: Presión de empuje/succión (N/m2) debida al viento para una altura z(m) Kz: Coeficiente de exposición, ver ASCE 7-16 Secc. 26.10.1 Kzt: Factor topográfico, ver ASCE 7-16 Secc. 26.8.2. Kd: Factor de dirección de viento, ver ASCE 7-16 Secc. 26.6. Ke: Factor de elevación, ver ASCE 7-16 Secc. 26.9. V: Velocidad básica de viento VT (m/s), según Tabla 6 3.6.3 Procedimiento de análisis Las presiones de barlovento, sotavento sobre elementos estructurales y no estructurales podrán calcularse usando los procedimientos de análisis direccional (ASCE 7-16 Capitulo 27) y/o el procedimiento de análisis de envolventes (ASCE 7-16 Capítulo 28) según se estime conveniente. 3.6.4 Consideraciones especiales para facilidades o infraestructura móvil y/o temporal “Clase F-E” Las estructuras clasificadas como móviles o temporales deberán ser diseñadas utilizando la velocidad básica de viento para infraestructura Clase F-E, con Risk Category II (según ASCE 7-16) multiplicada por el factor de reducción definido en ASCE 37-14 Secc. 6.2.1, que más se ajuste a las condiciones de diseño. 3.7 CARGA SÍSMICA (EQ) 3.7.1 Parámetros Sísmicos La carga sísmica para edificios y estructuras deberá ser calculada cumpliendo los requerimientos del código ASCE 7-16 “Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures”. Los parámetros de aceleración sísmica a nivel de basamento rocoso (Ss y S1) están basados en los datos de sismicidad provistos en el estudio de peligro sísmico 100576-30-MEM-0001; hecho por Ausenco en el año 2018. Los parámetros que deberán considerarse para el espectro de diseño sísmico de estructuras son los siguientes: Tabla 7 Parámetros de aceleración sísmica Periodo de Retorno PGA(g) SS(g) S1(g) Class B (Amortiguamiento de 5%) 2475 años 0.48 1.16 0.37 Class B (Amortiguamiento de 5%) 475 años 0.29 - - Site Class6 Los coeficientes de modificación de aceleración para periodos largos y cortos respectivamente (Fa y Fv, respectivamente) deberán definirse en el estudio de mecánica de suelos específico para cadaproyecto. 3.7.2 Factores de modificación de respuesta sísmica Los factores de modificación de respuesta R, 0 y Cd; serán tomados de acuerdo con lo especificado en ASCE 7-16 tabla 12.2-1 para sistemas estructurales pertenecientes a edificaciones convencionales y en ASCE 7-16 tabla 15.4-1 para estructuras diferentes a edificaciones o clasificadas como “Non- Buildings”. 3.7.3 Peso sísmico efectivo El peso sísmico efectivo (W) considerado para el cálculo de la cortante basal deberá incluir el 100% de la carga muerta y se calculará con la siguiente ecuación: W = DL + 1 LLF + 2 LLE + LLP + 3 SL En donde: DL: Carga muerta LLF: Carga viva de entrepiso LLE: Carga viva de equipos (condición de operación) 6 Término usado para definir el tipo de suelo de cimentación según ASCE 7-16 Secc. 11.4.3. La clasificación de Site Class deberá ser hecha de acuerdo con los lineamientos del capítulo 20 del ASCE 7-16. LLP: Carga viva de tubería (condición de operación) SL: Carga de nieve Los coeficientes 1, 2, 3 tendrán los siguientes valores: 1 0.5 para áreas de operación y equipos 0.25 para áreas de mantenimiento 0.00 para galerías de fajas transportadoras, escaleras y pasarelas de transito 2 1.0, salvo indicación contraria 0.8 para tolvas, silos e instalaciones similares 3 0 para S < 1.5 kPa 0.2 para S > 1.5 kPa Para el análisis sísmico de edificaciones, los coeficientes 1, 2 y 3 deberán ser definidos según lanormativa ASCE 7-16 Secc. 12 3.7.4 Método de análisis El análisis sísmico para estructuras deberá hacerse mediante un análisis modal espectral, el cual estará en concordancia con ASCE 7-16 Secc. 12.9.1. y considerará la cantidad mínima de modos, hasta incluir el 90% de la masa participante. La combinación de modos se realizará utilizando el método de la combinación cuadrática completa (CQC) 3.7.5 Consideraciones especiales para facilidades o infraestructura móvil y/o temporal “Clase F-E” Para estructuras clasificadas como Clase F-E o temporales, se podrá calcular el efecto de las fuerzas sísmicas reduciendo las aceleraciones SDS y SD1 al 20% de su valor. Los factores de importancia tomados para el diseño de este tipo de estructuras serán los definidos en la Tabla 1 y se considerará un factor de reducción de respuesta R igual a 2.5, en concordancia con ASCE 37-14 Secc. 6.5. 3.8 CARGA DE EQUIPOS (EL) Las cargas de equipo, así como las restricciones y requerimientos para análisis de vibraciones deberán ser proporcionadas y estar identificadas por el fabricante. Se consideran el peso del equipo y cargas vibratorias si las hubiera, incluyendo sus accesorios y contenidos. Tales cargas serán divididas en las siguientes categorías: Peso del equipo vacío (DLE1). incluidas las tuberías vacías y plataformas apoyadas en el equipo y revestimientos internos, se tratarán del mismo modo que DL (cargas de peso propio o cargas permanentes). Peso durante pruebas hidrostáticas y/o condición de arenamiento (LLE1). incluirá cargas del equipo lleno hasta su capacidad máxima con materiales de densidad máxima. Ejm.: Chutes o transportadores de tornillo atascados, etc. Estas cargas pueden considerarse como condiciones de carga de corta duración. Este estado de carga se refiere a condiciones que no son habituales en la operación de una planta minera, en consecuencia, entraran en las combinaciones de carga listadas en la sección 4.3 con un factor de amplificación de 1.0 para diseños basados en LRFD y de 0.75 para diseños basados en ASD. Material en condición de operación normal (LLE2). Cargas correspondientes a material a granel en contenido tolvas, hoppers, bins, chutes y otros durante una operación habitual. Dentro de este grupo también deberá incluirse el peso de fluidos en el interior de tanques y celdas de flotación. Las cargas de esta categoría deberán ser consideradas como carga viva. Cargas vibratorias durante operación normal y frecuencia de operación. Cargas de impacto o cortocircuito (LLE2). Son aquellas cargas producto de la operación y funcionamiento de los equipos, como aquellos líquidos contenidos en tuberías, estanques, equipos anexos, correas transportadoras, tanto en condición normal de operación como en partidas, paradas y descargas con los materiales a densidades normales de operación. Considerar estas cargas como carga viva. 3.9 CARGAS DE GRÚA (CL) Las cargas producidas por la operación de una grúa se agrupan en las siguientes categorías: Peso propio (CLd). Peso propio del equipo descontando, el peso de los trolleys y ganchos de izaje. Carga útil (CLv). Considera la carga máxima de izaje documentada por el vendor del equipo más el peso de los trolleys y ganchos de izaje. Cargas inducidas (CLi, CLss y CLl). Cargas de impacto, cabeceo lateral y fuerza de arrastre longitudinal resultantes de la operación de la grúa. Estas cargas serán calculadas, de acuerdo a los lineamientos presentados en la sección 3.13.1. 3.10 CARGAS DE TENSION DE FAJA TRANSPORTADORA (BL) Las tensiones de las fajas transportadoras se obtendrán de las hojas de datos de diseño de la faja transportadora, proporcionada por el Proveedor. Entre las cargas que se considera recibir del proveedor, tenemos: BLop Tensión de faja en condiciones normales de operación (incluyendo el factor de impacto) El factor para obtener BLst del BLop deberá ser 1.5. Se puede utilizar valores reales de Bst obtenido de un análisis dinámico, pero no deberá ser inferior a Bop x 1.5. Un factor de carga de 1.5 deberá ser utilizado en todas las tensiones de faja, excepto para B máx., para tomar en cuenta los efectos dinámicos y de impacto de la faja transportadora en movimiento. BLsd Tensión de faja por detención BLst Tensión de faja en el arranque (incluyendo factor de impacto) BLmax Tensión por rotura de faja El BLop multiplicado por los factores de carga deberá ser comparado con las tensiones de fajadurante la carga pico (sin el factor de impacto). El mayor valor deberá ser utilizado como BLop. Las cargas BLst, BLsd o BLmax no deben considerarse que actúan al mismo tiempo que WL o EL o TL. En lugar de las cargas BLst o BLsd, deberá ser utilizada la carga BLmax para el diseño de estaciones de sistema motríz de fajas transportadoras, donde BLmax es la tensión máxima de faja que podría teóricamente desarrollarse y calculada en base al torque máximo que pueden entregarlos accionamientos (incluyendo el factor de servicio), es decir, en la falla súbita del motor. 3.11 CARGAS DE MONTAJE (ML) Se deberán considerar grandes cargas puntuales temporales en los pórticos estructurales durantela instalación de equipos. Se deberán considerar las cargas en los miembros estructurales de piezas grandes rotativas de equipos durante su mantenimiento o instalación. 3.12 CARGAS TÉRMICAS (TL) 3.12.1 Expansión térmica De acuerdo con las Condiciones de Sitio del área de proyecto (ver documento N°LE14188A-0000- 0410ESP-00013, Especificaciones Técnicas de Condiciones de Sitio, ver secciones 3.0 y 4.0), se tienen los siguientes diferenciales de temperatura en el área de proyecto: Temperatura ambiente máxima = + 22°C Temperatura ambiente mínima = – 9°C En concordancia con la normativa peruana E.020, Las estructuras y elementos se diseñarán de modo que puedan soportar las cargas o sus efectos, producidos por un gradiente de temperatura de diseño de ± 30° para estructuras de acero y ± 20° para estructuras de concreto. Se pueden ignorar los efectos térmicos para estructuras de concreto con juntas de expansión provistas a un espaciamiento máximo de 30m. El ancho mínimo de servicio de una junta de expansión deberá ser de 25mm. El ancho máximo de servicio será calculado utilizando los datos indicados anteriormente. 3.12.2 Cargas térmicas de equipos Las cargas térmicas de equipos deberán estar de acuerdo con el criterio de diseño mecánico LE4188A0000-0420-DCR-00004 y los datasheets de los equipos. 3.13 CARGAS DE IMPACTO (IL) 3.13.1 Cargas de Impacto de Grúas Las cargas de impacto producidas por el desplazamiento de pórticos grúa y tecles monorriel deberán estar de acuerdo con las especificaciones del “Technical Report N°13” (AISE T.R. 13-2003). Para grúas de mantenimiento: Carga de impacto vertical (Ci): 25% de carga máxima de rueda. Fuerza de arrastre longitudinal (Cl): 20% de la carga máxima de ruedas. Fuerza de cabeceo lateral. La mayor entre: – 40% de la carga útil – 20% de la carga útil más trolleys – 10% de la carga útil más trolleys más puente grúa 3.13.2 Cargas de impacto para maquinaria Para fines del diseño, el peso de las máquinas se incrementará de conformidad con la sección 4.7.2 de la norma ASCE-7. La fuerza dinámica para el análisis de vibración en ventiladores, trituradoras y equipos de movimiento rotativos las proporcionará el proveedor y el equipo de ingeniería mecánica del proyecto. Además, la estructura soporte será diseñada para resistir las siguientes fuerzas de impacto. Zaranda vibratoria: Impacto Vertical: 100% del peso (tamiz + % material) Impacto Horizontal: 50% del peso (tamiz + % material) Alimentadores de tolva: Impacto Vertical: 25% del peso (batea + % material) Impacto Horizontal: 25% del peso (batea + % material) Chancadora giratoria y de quijada: Impacto Vertical: 100% del peso (equipo+material) Impacto Horizontal: Por hojas de datos del equipo Ventilador de centrifuga: Impacto Vertical: 25% del peso (ventilador) o inducido Soporte de elevadores: Impacto Vertical: 100% del peso (carga viva+ muerta) Soportes de máquinas livianas: Impacto Vertical: 20% del peso (equipo) Soportes de máquinas reciprocantes: Impacto Vertical: 50% del peso (equipo) Colgadores de pisos y balcones Impacto Vertical: 33% del peso (carga muerta) Estas cargas de impacto no se combinarán con las cargas de operación reportadas por el proveedordel equipo u obtenidas de análisis dinámico. 3.14 CARGAS DE FRICCIÓN (FL) Los siguientes coeficientes de fricción serán utilizados para determinar las fuerzas de fricción ocasionadas por restricciones al cambio de temperatura y deslizamiento de superficies: Materiales Coeficiente de Fricción Acero sobre acero 0.2 a 0.3 Acero sobre concreto 0.5 Concreto sobre suelo tan (2/3 φ), donde φ es el ángulo de fricción interna del suelo (ver Informe Geotécnico XST10026-REP- GT-002) Concreto sobre roca 0.75 Concreto sobre concreto 0.80 Teflón sobre acero inoxidable 0.06 (a confirmar por el proveedor) La fuerza horizontal de restricción producida por la fricción debe reducirse en un 15% para losdiseños que tengan en cuenta la interacción con cargas símicas. 4 BASES DE DISEÑO 4.1 GENERALIDADES Salvo indicación contraria del área usuaria de Las Bambas, las edificaciones de estructuras metálicas y sin puente grúa podrán diseñarse mediante el método de esfuerzos últimos (LRFD); mientras que las edificaciones con puente grúa deberán diseñarse por el método de esfuerzos admisibles (ASD). Los elementos estructurales serán diseñados en conformidad con la norma AISC 360 – 16 “Specification for Structural Steel Buildings” y la norma AISC 341 – 16 “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings”. Los elementos conformados en frío se diseñarán aplicando el método de diseño del esfuerzo admisible conforme a la norma AISI S100-16 “North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members”. Todas las estructuras de concreto armado se diseñarán aplicando el método de diseño de la resistencia a la rotura, conforme a la norma ACI 318 – 19. 4.2 DISEÑO SISMORRESISTENTE 4.2.1 Filosofía y Pautas del Diseño Sismorresistente Salvo que en los criterios de diseño estructural o los reglamentos locales aplicados a cada proyecto se indique lo contrario, para el Diseño Estándar y proyectos asociados deberán adoptarse las siguientes pautas de diseño: Reglamento: Las estructuras se diseñarán para resistir fuerzas sísmicas en conformidad con los procedimientos de la Norma ASCE 7-16 y lo indicado en la sección 3.7 de este documento. Selección del Sistema Estructural: El sistema básico resistente a las fuerzas laterales y verticales debidas a sismo se definirá en la etapa inicial del diseño en conformidad con la norma ASCE 7-16, Tablas 12.2-1 y 15.4-1. Para estructuras de acero se preferirá el uso de pórticos ordinarios concéntricamente arriostrados (OCBF), pórticos ordinarios resistentes a momento (OMF) y/o una combinación de ambos; en caso de estructuras de concreto armado o albañilería, se preferirán los sistemas de muros estructurales. 4.3 COMBINACION DE CARGAS En general, las combinaciones de carga a usar para el análisis estructural están detalladas en la sección 2.3 del código ASCE 7-16. Estas combinaciones de carga están basadas en el método de carga mayorada o LRFD (por sus siglas en ingles) y serán aplicables a estructuras de acero y concreto armado que sean diseñadas en conformidad con esta metodología. Este acápite es válido para el diseño de todo tipo de estructura a excepción de edificaciones que soporten puentes grúa. Para el caso particular de edificaciones que soporten puentes grúa se usarán las combinaciones de carga detalladas en las secciones 3.10 y 3.11 del AISE “Technical Report N°13” del 2003; estas combinaciones están basadas en el método de diseño por esfuerzos admisibles o ASD (por sus siglas en inglés) y serán aplicables para estructuras de concreto armado y acero estructural diseñadas con esta metodología. De acuerdo con lo definido anteriormente, las combinaciones de carga para diseño de estructuras serán las siguientes: 4.3.1 Combinaciones LRFD - Básicas Las combinaciones de carga para el diseño de estructuras de concreto y acero por esfuerzos últimos serán al menos las siguientes: 1.4DL 1.2DL + 1.6LL + 0.5(LLr o SL) 1.2DL + 1.6(LLr o SL) + (1.0LL ó 0.5WL) 1.2DL + 1.0WL + 1.0LL + 0.5(LLr o SL) 0.9DL + 1.0WL (1.2 + 0.2SDS) DL + 1.0EQ + 1.0LL + 0.2SL (0.9 – 0.2SDS) DL + 1.0EQ Otras combinaciones de carga para el diseño de estructuras para tolvas y fajas transportadoras poresfuerzos últimos se mencionan en las secciones 4.3.2 y 4.3.3 4.3.2 Combinaciones LRFD – Condición de arenamiento de tolvas 1.2DL + 1.6LL + 0.5(LLr o SL) + 1.0LLE 1.2DL + 1.6(LLr o SL) + (1.0LL ó 0.5WL) + 1.0LLE 1.2DL + 1.0WL + 1.0LL + 0.5(LLr o SL) + 1.0LLE 4.3.3 Combinaciones LRFD – Básicas con fajas transportadoras 1.2DL + 1.6LL + 0.5(LLr o SL) + 1.6(BLop, BLsd ó BLst) 1.2DL + 1.6LL + 0.5(LLr o SL) + 1.0(BLmax) 1.2DL + 1.6(LLr o SL) + (1.0LL ó 0.5WL) + 1.6(BLop, BLsd ó BLst) 1.2DL + 1.6(LLr o SL) + (1.0LL ó 0.5WL) + 1.0BLmax 1.2DL + 1.0WL + 1.0LL + 0.5(LLr o SL) + 1.6(BLop, BLsd ó BLst) 1.2DL + 1.0WL + 1.0LL + 0.5(LLr o SL) + 1.0Bmax 0.9DL + 1.0WL + 1.6(BLop, BLsd ó BLst) 0.9DL + 1.0WL + 1.0BLmax (1.2 + 0.2SDS) DL + 1.0EQ + 1.0LL + 0.2SL + 1.0BLop (0.9 – 0.2SDS) DL + 1.0EQ + 1.0BLop 4.3.4 Combinaciones ASD – Básicas Las combinaciones de carga para el diseño de cimentaciones, edificios, elementos de edificios y estructuras de acero por esfuerzos admisibles serán por lo menos las siguientes: 1.0DL 1.0DL + 1.0LL 1.0DL + 1.0(LLr o SL) 1.0DL + 0.75LL + 0.75(LLr o SL) 1.0DL + 0.6WL 1.0DL + 0.75LL + 0.75(0.6WL) + 0.75(LLr o SL) 0.6DL + 0.6WL (1.0 + 0.14SDS) DL + 0.7EQ (1.0 + 0.105SDS) DL+0.525EQ + 0.75LL + 0.75SL (0.6 – 0.14SDS) DL + 0.7EQ (7) Otras combinaciones de carga para el diseño de estructuras para tolvas, edificios con grúas y fajas transportadoras por esfuerzos admisibles, se mencionan en las secciones 4.3.5, 4.3.6 y 4.3.7. 4.3.5 Combinaciones ASD – Condición de arenamiento de tolvas 1.0DL + 1.0LL + 0.75LLE 1.0DL + 0.75LL + 0.75(LLr o SL) + 0.75LLE 1.0DL + 0.75LL + 0.75(0.6WL) + 0.75(LLr o SL) + 0.75LLE 4.3.6 Combinaciones ASD – Edificaciones con grúas 1.0DL + 1.0CLd + 1.0CLv + 0.5CLss + 1.0CLi (Sólo para diseño por fatiga) 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLss+1.0CLls 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.5WL 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.67CLbs 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr o SL) + 1.0CLd + 1.0EQ 4.3.7 Combinaciones ASD – Edificaciones con grúas y fajas transportadoras 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLss+1.0CLls + (BLop, BLsd ó BLst) 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLss+1.0CLls + 0.75BLmax 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.5WL + (BLop, BLsd ó BLst) 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.5WL + 0.75BLmax 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.67CLbs + (BLop, BLsd ó BLst) 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0CLv + 1.0CLi + 0.67CLbs + 0.75BLmax 1.0DL + 1.0LL + 1.0(LLr ó SL) + 1.0CLd + 1.0EQ + BLop (7) El factor de seguridad al volteo y/o deslizamiento asociado a esta combinación de carga en particular deberá ser como mínimo1.00; para el resto de las combinaciones de carga aplicarán las disposiciones de la sección 4.13.1. 4.4 DEFLEXIONES ADMISIBLES 4.4.1 Deflexiones verticales y horizontales Las deflexiones verticales, es decir, por cargas de servicio en estructuras de concreto armado y acero estarán limitadas a los siguientes valores: Tabla 8 Límite para deflexiones verticales inmediatas (DL+LL) Elemento Deflexiones Admisibles Comentario Techos y elementos secundarios (correas y viguetas) L/200 Pisos y emparrillados L/180 < 6 mm Vigas sin equipos sensibles a vibraciones L/300 < 25 mm Vigas con equipos sensibles a vibraciones L/500 < 20mm En estructuras de concreto que estén sometidas a cargas sostenidas, la deflexión inmediata más la deflexión diferida a causa de la aplicación de carga muerta y el 25% de la carga viva no deberán exceder los siguientes límites: Tabla 9 Límite para deflexiones verticales inmediatas (DL+LL) más diferidas (DL+0.5LL) Elemento Deflexiones Admisibles Comentario Vigas y techos que soporten elementos no estructurales susceptibles a sufrir daños por deflexiones excesivas L/480 Vigas y techos que soporten elementos no estructurales NO susceptibles a sufrir daños por deflexiones excesivas L/240 Vigas sin equipos sensibles a vibraciones L/300 < 25 mm Vigas con equipos sensibles a vibraciones L/500 < 20mm Para estructuras que soporten equipos mecánicos, las deflexiones verticales (carga muerta y carga viva) y deflexiones laterales estarán limitadas a los siguientes valores: Tabla 10 Deflexiones para estructuras que soportan equipos Elemento Vigas carrileras Edificios CMAA Clase A y B Vertical (sin impacto) L/1000 Horizontal (sin impacto) L/500 Vigas carrileras Edificios CMAA Clase C y D Vertical (sin impacto) L/600 Horizontal (sin impacto) L/500 Deflexiones verticales L/400 Deflexiones horizontales L/800 Deflexiones en elementos de acero que sostienen poleas motrices, reductores de velocidad y motores L/800 Fajas transportadoras Otros 4.4.2 Def. Admisible Tipo de deflexión Deflexiones de estructuras sostienen equipos sensibles que Comentario Clasificación CMAA basada en AISE T.R. 13 Secc. 5.8.7 Según Fabricante Derivas inducidas por carga de viento La deriva de entrepiso inducida por la aplicación de cargas de viento estará limitada a los siguientes valores: Tabla 11 Derivas de entrepiso debido a cargas de viento Carga Carga de viento Elemento Deflexión Admisible Sistema estructural resistente a carga de viento y revestimientos. Cerramientos laterales, estructuras de procesos, edificios metálicos prefabricados y plataformas de acero estructural. Excepción: Coberturas de lona (H, altura máxima de edificio) H/200 Sistema estructural para rack de tuberías(H, altura máxima del rack de tuberías) Sistema estructural resistente a cargas de viento para edificios conpuentes grúa. (H, altura en el tope de la viga carrilera) Carga de viento Edificios con elementos estructurales muy sensibles a deflexiones; entrepisos para edificios ocupados que pueden sufrir daño por desplazamiento lateral excesivo. (H, altura de entrepiso del edificio) H/150 H/200 ó 50mm H/400 4.4.3 Derivas inducidas por carga sísmica Las derivas de entrepiso máximas estarán limitadas de acuerdo con lo especificado en la tabla 12.12- 1 del código ASCE 7-16. Los elementos de concreto armado deberán ser evaluados considerando rigidez de secciones agrietadas según se especifica en ASCE 7-16 Secc. 12.7.3; la rigidez de los elementos estructurales se considerará según se especifica en las tablas 6.6.3.1.1(a) y 6.6.3.1.1(b) del código ACI 31819. El cálculo de desplazamientos y derivas de entrepiso deberá hacerse en conformidad con ASCE 7- 16 Secc. 12.8.6, 12.9.1.4.2 y 12.9.2.5.4 según sea aplicable. La distorsión de entrepiso causada por la aplicación de cargas sísmicas será compatible con la resistencia de cañerías, conductos, muros, tabiques divisorios y otros elementos no estructurales fijados a la estructura; asimismo, las juntas de dilatación para tuberías y conductos deberán tener la suficiente capacidad de deformación para acomodarse a la deformación lateral. La contraflecha requerida para garantizar un drenaje adecuado en techos y para control de deflexión vertical de entramados y vigas de gran luz estará de acuerdo a las disposiciones de la norma AISC 360 – 16 Capítulo L. La infraestructura de clasificada como F-E no necesitará cumplir los requisitos de rigidez, esto en concordancia con ASCE 37-14 Secc. 6.5.2 4.5 ESPACIOS/ALTURAS LIBRES Los espacios/alturas libres se definen como la dimensión horizontal o vertical libre neta entre el plano de máxima saliente y una superficie de referencia. Se recomiendan los siguientes alturas y espacios libres como mínimo para estructuras para edificaciones: 4.6 Altura libre por encima de escaleras: 2100 mm (desde el borde anterior del escalón); Altura libre: 2100 mm; Ancho mínimo: 760 mm. VIGAS CARRILERAS Las vigas carrileras se diseñarán conforme al AISE ”Technical Report N°13” del año 2013 y las especificaciones generales del AISC. 4.7 ESFUERZOS DE FATIGA Las conexiones de todos los elementos estructurales sometidos a cargas cíclicas, incluyendo vigas carrileras, deberán diseñarse para efectos de fatiga de acuerdo con lo especificado en el apéndice 3 de la norma AISC 360-16; esta disposición no aplica para cargas de sismo o viento. 4.8 CORROSIÓN En áreas donde el acero o el concreto estén en contacto con el mineral, reactivos, atmósferas húmedas o ambiente corrosivo, deberán considerarse la aplicación de recubrimientos especiales para mitigar los efectos de corrosión. 4.9 PLANCHAS BASE DE COLUMNAS Los pernos de anclaje sometidos a esfuerzos de tipo “uplift” se dispondrán de manera que la dimensión menor entre 8 diámetros y 250 mm queden expuestos por sobre la placa de base, para permitir inspección luego de un movimiento sísmico. Para propósitos de reajuste, los hilos de los pernos deberán extenderse por debajo del nivel inferior de las tuercas por lo menos 75 mm o 3 diámetros. La resistencia de la conexión entre las planchas base de las columnas y la cimentación deberá ser cuidadosamente verificada contra la fuerza cortante basal sísmica y a las cargas de operación. A finde tener una correcta transmisión de fuerza cortante hacia la fundación, se recomienda el uso de llaves de corte; en este caso los pernos de anclaje solo funcionarán bajo cargas de tracción. Las llaves de corte deberán diseñarse según especificación de la norma ACI 318-19 Secc. 17.11. Cuando no se utilicen llaves de corte, la totalidad de la fuerza deberá ser tomada por los pernos deanclaje, considerando que sólo el 50% de ellos aporta de manera efectiva a la resistencia al corte. Los pernos de anclaje deberán colocarse a una distancia mínima de 5 diámetros del borde del concreto. 4.10 PLANCHAS BASE DE EQUIPOS Los equipos principales tales como molinos, mecanismos de accionamiento de fajas transportadoras, chancadoras, trippers, torres de transferencia, puentes grúa y apron feeders estarán provistos de llaves de corte embebidas en su respectiva cimentación. Los equipos mecánicos o eléctricos menores no necesitan la incorporación de llaves de corte. Cuando no se utilicen llaves de corte, la totalidad de la fuerza cortante deberá ser tomada por los pernos de anclaje, considerando que sólo el 50% de ellos aporta de manera efectiva a la resistenciaal corte. Los pernos de anclaje sometidos a esfuerzos de tipo “uplift” se dispondrán de manera que la dimensión menor entre 8 diámetros y 250 mm queden expuestos por sobre la placa de base, para permitir inspección luego de un movimiento sísmico. Para propósitos de reajuste, los hilos de los pernos deberán extenderse por debajo del nivel inferior de las tuercas por lo menos 75 mm o 3 diámetros. 4.11 CONEXIONES DE ACERO ESTRUCTURAL En general, el diseño de las conexiones utilizará el método de diseño por factores de carga y resistencia (LRFD) como se especifica en el AISC 360-16, Capítulo J. Adicionalmente a las fuerzas principales, el diseño de las estructuras deberá considerar las fuerzas secundarias debido a la excentricidad de conexiones y también las fuerzas que se produzcan por efecto de cargas dinámicas y térmicas. Todas las conexiones de los elementos estructurales y conexiones de arriostramientos serán diseñadas de acuerdo con las notas generales indicadas los planos estándar a desarrollar en la ingeniería de detalle de cada proyecto. Cuando sea posible, todas las conexiones hechas en taller serán soldadas y las conexiones en terreno serán empernadas. Algunas definiciones por considerar para los elementos estructurales son: Capacidad de tracción del elemento: Debe determinarse de acuerdo con AISC 360-16, Capítulo D y D2(a). Capacidad de flexión del elemento: Debe determinarse de acuerdo con AISC 360-16, Capítulo F y F1.1 y F2.1. Capacidad de corte del elemento Debe determinarse de acuerdo con AISC 360-16, Capítulo G,G1.1 y G2.1. Las conexiones de las diagonales sísmicas deben diseñarse para resistir el 100% de la capacidad en tracción de la sección bruta de éstas. La conexión de momento entre vigas y columnas de marcos rígidos sismorresistentes deben tener una resistencia igual a la de los elementos conectados, como mínimo. Se deberá revisar el efecto panel en el nudo. Los empalmes de columnas deben ser diseñados con combinaciones de carga según se indica en la Sección 4.3. Como criterio general, en el plano estándar de notas generales se le exigirá el diseño al 100% de la capacidad de tracción, corte y flexión (S.I.C.) para tener el control del diseño de estasconexiones. 4.11.1 Tipos de Conexiones. Conexiones soldadas: Todas las conexiones de taller deben ser soldadas, y se ejecutarán conformecon los manuales del AISC y AWS para soldadura de acero estructural. Las soldaduras de tope en uniones sismo resistentes deben ser de penetración completa.Conexiones empernadas: Todas las conexiones de terreno deben ser empernadas. En general, las conexiones empernadas serán tipo aplastamiento con hilo excluido en el plano de cizalle. Pero para el diseño se considera el hilo incluido en el plano de corte. Los pernos de alta resistencia se deben colocar con la pretensión indicada para uniones del tipo “slip critical” (70% de la resistencia en tracción para pernos A325 y A490). En elementos sometidos a vibraciones permanentes, se deberá utilizar conexiones empernadas del tipo “Slip Critical”. Este tipo de conexiones deberá estar claramente identificada en los planos de diseño y cumplir con todas las disposiciones que establece el código AISC especialmente en lo que se refiere al tratamiento de superficie de la zona de conexión, el torque de ajuste de los pernos en terreno y su posterior inspección. A menos que se especifique lo contrario en el diseño y especificaciones técnicas, las conexiones tipo “slip critical” serán diseñadas asumiendo contacto entre superficies de tipo “Class A”. No se permiten conexiones donde se combina soldadura y pernos de alta resistencia. 4.11.2 Requerimientos para Conexiones El diámetro mínimo de los pernos será de ¾” para pernos de alta resistencia y ⅝” en pernos corrientes. En peldaños de escaleras se podrá usar diámetros de ½”. Arriostres laterales: las conexiones deben diseñarse para resistir una carga igual a la especificada en AISC 341-16 Secc. F1.6a. Otros arriostres: las conexiones deben diseñarse para resistir el 50% de la capacidad en tracción de la sección bruta (Es obligación indicar la carga en el plano si no se cumple esta condición). Empalmes de Columnas: se diseñarán para resistir el 100% de la resistencia efectiva del elemento más débil conectado. Salvo indicación en contrario en los planos de diseño o esquemas enviados a maestranza. Conexiones no indicadas: se diseñarán para resistir el 50% de la resistencia efectiva del elemento más débil conectado (Es obligación indicar la carga en el plano si no se cumple esta condición). Conexiones de corte: se diseñarán para resistir el 75% de la resistencia efectiva del elemento a corte. Salvo indicación en contrario en los planos de diseño o esquemas enviados a maestranza. (Es obligación indicar la carga en el plano si no se cumple esta condición). Conexiones de momento: indicadas en los planos como tales se diseñarán para resistir el 100% de la resistencia de los elementos conectados. Conexiones de arriostres con tracción permanente: se diseñarán para resistir el 100% de la resistencia a tracción. 4.12 TANQUES Los tanques de fondo plano u otros tanques cuyos fondos estén apoyados sobre una cimentacióna nivel o por debajo del nivel del piso se diseñarán conforme a la norma ASCE 7-16, Capítulo 15.7. Los tanques para almacenamiento de agua potable se diseñarán conforme a la norma AWWA D100 “Tanque de Acero Soldado para Almacenamiento de Agua”. Los tanques para almacenamiento de químicos y derivados del petróleo se diseñarán conforme a la norma API 650 “Welded Steel Tanks for Oil Storage”. 4.13 CIMENTACIONES 4.13.1 Requerimientos Generales Las cimentaciones serán diseñadas para transmitir correctamente las cargas desde las estructuras hasta el estrato de suelo de apoyo; además deberán ser dimensionadas para alcanzar los factores de seguridad mínimos de estabilidad frente al deslizamiento y al volteo. Volteo: 1.50 (Estático); 1.25 (Dinámico). Deslizamiento: 1.25 (Estático); 1.25 (Dinámico). Las fuerzas de levante (up-lift), deslizamiento y volteo serán calculadas considerando combinaciones de carga a nivel de servicio (ASD); para edificaciones convencionales sin puentes grúa estas combinaciones serán las especificadas en ASCE 7-16 Secc. 2.4 y para edificaciones con puentes grúa regirán los lineamientos de AISE T.R 13 Secciones 3.10 y 3.11. Los factores de seguridad deberán ser calculados con la combinación de carga que produzca los efectos más críticos para cada casi específico. El área de aplastamiento debajo de las cimentaciones deberá ser como mínimo de 50% para todas las combinaciones de cargas, deberá verificarse además que las presiones transmitidas al terreno sean menores a las presiones admisibles determinadas en el estudio de Mecánica de Suelos del proyecto. 4.13.2 Cimentaciones de tipo bloque para equipo Las cimentaciones para equipos por lo general se componen por bloques de concreto macizo, pilares y plateas de cimentación. El criterio de dimensionamiento para estas cimentaciones deberá basarse en las siguientes pautas: En general, el peso de la cimentación deberá ser al menos cuatro veces el peso de las máquinas reciprocantes, entre tres y cinco veces el peso de las máquinas centrífugas (peso seco o sin carga en caso de molinos). Salvo indicación contraria por parte del proveedor del equipo; para el caso específico de molinos, la cimentación deberá cumplir como mínimo con los siguientes parámetros de masa y potencia: – El peso de la cimentación será de 3 a 5 veces el peso de los equipos sin carga mineral; – El peso de la cimentación será de 2 a 3 veces el peso de los equipos más carga mineral; – La relación entre la potencia de molino y volumen de concreto tendrá valores en el rangode 0.10 y 0.15kW/m3. El ancho de la cimentación (B) deberá será como mínimo 1.5 veces la distancia vertical desde el fondo de la cimentación hasta la línea central del eje (H). En el caso de cimentaciones de molinos, es posible considerar H/B = 1.0 (en lugar de 1.5). El centro de la masa de la cimentación de una máquina deberá coincidir con el centro geométrico de la cimentación en el suelo o la resistencia de los pilotes. La excentricidad horizontal deberá limitarse al 5% de cada dimensión de la cimentación. Las frecuencias naturales calculadas para la cimentación deberán cumplir con los criterios de frecuencia de modo de evitar la potencial resonancia de la máquina y la cimentación. Las respuestas dinámicas deberán cumplir con criterios aceptables de amplitud de desplazamiento/velocidad para la máquina y la tolerancia humana (ver Figura 1) Para evitar la resonancia durante el funcionamiento de la máquina, la relación de frecuencia resonante (r) que se define como la relación entre la velocidad de funcionamiento de la máquina (fo) y la frecuencia resonante (fd) deberá ser inferior a 0,8 o superior a 1,2. En el caso de máquinas alternativas, se considerarán tanto las velocidades de funcionamiento principales como secundarias. Para evitar la resonancia localizada, deberán examinarse las frecuencias naturales de los pedestales,a fin de verificar que sean superiores a la frecuencia de funcionamiento de la máquina en al menos el 20%. Para cimentaciones que se consideran de rigidez infinita que sostienen una sola máquina o posiblemente dos máquinas, el espesor de la platea no deberá ser inferior a un quinto de la menor dimensión de la cimentación o un décimo de la mayor dimensión de la cimentación. En el caso de cimentaciones que combinan apoyos de múltiples máquinas, la cimentación podrá considerarse como un sistema flexible cuando los criterios antes mencionados exigen plateas o cabezales de pilotes de un espesor excesivo. Para cimentaciones donde apoyan máquinas grandes, se recomienda una penetración en el suelo a una profundidad suficiente, de modo de aumentar la fijación lateral y las relaciones de amortiguamiento del suelo para todos los modos de vibración. 4.14 LOSAS DE PISO El espesor mínimo de las losas de piso será el siguiente: Tránsito Vehicular: 20 cm; Tránsito No vehicular: 15 cm. Las juntas de contracción se indicarán en el plano y la ubicación de las juntas de construccióncoincidirá con la ubicación de las juntas de contracción. Sólo se utilizarán juntas de dilatación para aislar las losas de piso de otros elementos estructurales tal como pilares, bases de máquinas y paredes de los edificios. 4.15 ANÁLISIS DINÁMICO Y DE VIBRACIONES Las estructuras de soporte para equipos vibratorios deberán ser diseñadas para producir niveles de performance vibratorio funcionalmente aceptables para los mismos equipos y tolerables para las personas alrededor. (a) (b) Figura 1 Cuadros de severidad vibratoria. (a) Cuadro de Reiher-Meister (Richart, Hall y Woods 1970) (b) Criterio de vibración para maquinaria rotativa (Blake, 1964) Deberá verificarse la rigidez de los elementos estructurales sometidos a cargas debidas a vibración mediante un análisis armónico; las fuerzas dinámicas de desbalance para esta verificación las proporcionará el proveedor de cada equipo. En general, el proyectista deberá procurar separar la frecuencia fundamental del sistema estructura- equipo de la frecuencia de vibración de la máquina para evitar resonancia. El criterio que se presenta a continuación es preferible pero no es mandatorio: Frecuencia natural de la estructura < 0.8 veces de la frecuencia de la máquina Frecuencia estructural > 1.2 veces la frecuencia de la máquina En caso de no cumplir con el criterio de separación especificada, el proyectista podrá justificar su diseño demostrando que las amplitudes de vibración están dentro de los límites permisibles según los cuadros de severidad mostrados en la Figura 1. La vibración deberá minimizarse mediante soportes laterales adecuados, arriostramiento y/o usando amortiguadores de masa. También podrá utilizarse aisladores de vibración, siempre que estos sean considerados en el análisis armónico y se cuente con la aprobación de especialistas. 4.15.1 Criterio de aceptación para estructuras metálicas La aceleración producida por vibraciones, de acuerdo con la respuesta obtenida con el análisis harmónico no deberá exceder los siguientes límites mostrados en el código AS 2670.1: Tabla 12 Límites de exposición a la vibración Ubicación Tiempo de Exposición Sala de control 10 horas 0.315 m/s2 – (“no-incomodo” de acuerdo con AS2670.1 C.2.3) Plataformas de operación 4 horas 0.63m/s2 – (“un poco incómodo” de acuerdo con AS2670.1 C.2.3) Adyacente a planta vibratoria 25 minutos 1.00m/s2 – (“fairly uncomfortable” de acuerdo con AS2670.1 C.2.3) Límite 4.15.2 Criterio de aceptación para cimentaciones de equipos Salvo indicación contraria del vendor del equipo, se recomienda que la velocidad de vibración en cualquier punto de la cimentación de un equipo vibratorio se encuentre entre los 3 y 5mm/s (RMS); además de ello deberá verificarse los cuadros de severidad y el desempeño vibratorio de las cimentaciones de acuerdo con los lineamientos especificados en ACI 351.3R-04 Secc. 3.4 5 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 5.1 ACERO ESTRUCTURAL Los perfiles, planchas y barras de acero estructural deberán cumplir con la especificación LE14188A- 00000411-ESP-00003. Los ensayos de colada constituirán prueba suficiente de cumplimiento con la norma ASTM. Los perfiles de acero diseñados para resistencia a sismo cumplirán con las relaciones ancho- espesor que se indican en la norma AISC 341, Cuadro I-8-1. Los perfiles doblados en frío deberán cumplir con las disposiciones de la norma AISI S100-16. Rieles: ASTM A759. 5.2 UNIONES DE ACERO ESTRUCTURAL Las uniones realizadas en fábrica deberán ser soldadas. Las conexiones realizadas in situ serán empernadas. Todas las uniones soldadas cumplirán con todas las disposiciones del reglamento D 1.1 de la Sociedad de Soldadura de los EE.UU. (AWS). Los electrodos se conformarán a la serie E70. Los pernos para todos los elementos estructurales serán según a la norma ASTM A325, uniones del tipo resistente con roscas incluidas en el plano de corte. Los pernos estarán totalmente traccionados hasta los valores recomendados. Para uniones sin deslizamiento, las superficies de contacto de la unión se limpiarán con chorro de arena y no estarán revestidas, o se limpiarán con chorro de arena y estarán revestidas con un revestimiento Clase B según se define en la “Especificación para Juntas Estructurales con Pernos ASTM A325 o A490." Para uniones de estructuras temporales, que son designadas como clase F-E, se podría considerarel empleo de pernos de acero ASTM A307, con un diámetro mínimo de ¾”. El diámetro mínimo será de ¾” para elementos estructurales; para correas, largueros, escaleras y elementos varios se adoptará un diámetro de 5/8”, y para escalones se utilizará un diámetro de 3/8”. Se preverán como mínimo 2 pernos por unión. Los pernos para elementos secundarios (no estructurales) serán según la norma ASTM A325. 5.3 PARRILLAS DE PISO (GRATING) Las parrillas de piso deberán cumplir con la norma ANSI / NAAMM MBG 531 & 532 Parrillas de piso y Bordes: el acero tendrá como mínimo una resistencia a la fluencia de 200 MPa (30.000 psi). Los elementos cumplirán con los requisitos siguientes: Parrillas de piso: aserradas para áreas descubiertas. Peso máximo: 75 kg para parrillas desmontables. Se preverán parrillas de piso aptas para carga pesada en las áreas con tránsito vehicular. Áreas expuestas a atmosferas corrosivas o ácidas deberán prever el uso de grating fabricado con compuestos poliméricos de fibra reforzada (FRP). 5.4 PLANCHA ESTRIADA Las planchas estriadas se fabricarán en conformidad a la norma ASTM A283 Grado C. La plancha estriada se soldará in situ a los apoyos extremos mediante soldaduras con filete de 40 mm de longitud x 5 mm, separadas cada 300 mm; y a los apoyos intermedios mediante soldaduras de tapón de 15 mm de espesor, separadas a cada 450 mm. 5.5 PERNOS DE ANCLAJE Los pernos de anclaje y las placas de anclaje cumplirán con la norma ASTM A307 o ASTM A36. Se preverán tuercas conforme a la norma ASTM A563 y arandelas redondas conforme a la norma ASTM F436. El diámetro mínimo será de 3/4” para estructuras de acero. En general las planchas base de columnas tendrán un mínimo de 4 pernos de anclaje. Escaleras, barandas y elementos menores podrán tener dos (02) pernos de anclajes de 1/2" de diámetro como mínimo. Se presentan los pernos de anclaje disponibles para el caso de anclajes instalados en sitio. Tabla 13. Propiedades Mecánicas de Pernos de Anclaje Tipo de anclaje Esfuerzo de fluencia, Fya (MPa) Esfuerzo de rotura a tracción, Futa (MPa) ASTM A307 – Tipo C 248 400 ASTM A36 Gr 36 248 400 ASTM F1554 Gr 36 248 400 ASTM F1554 Gr 55 379 517 ASTM F1554 Gr 105 724 862 ASTM A193 Gr B7 517 690 ASTM A354 Gr BC 752 862 En el caso de anclaje de equipos, se podrán usar otros tipos, siempre y cuando el proveedor del equipo garantice el comportamiento de los pernos de anclaje o brinde los valores característicos de resistencia de los pernos de anclaje empleados. Donde se puedan utilizar pernos de anclaje químicos o de expansión, el diámetro mínimo será 16 mm, con una longitud total mínima de 150 mm. La longitud embebida quedará determinada por eldiseño. Para el diseño de anclajes pre y post instalados, se seguirán los lineamientos del capítulo 17 del código ACI 318-19. 5.6 BARANDAS Todas las barandas serán de 1200 mm de altura y el espacio abierto entre las barras intermedias no superará los 400 mm. Los tubos de acero cumplirán con la norma ASTM A53 Gr. A SCH 40. Algunas consideraciones de materiales se indican como sigue: Pasamano superior: tubo de acero de 32 mm de diámetro. Pasamanos intermedios: de acero de 32 mm de diámetro. tubo Postes: tubo de acero de 38 mm de diámetro, con separación máxima de 1800 mm entre los centros. Placa de guardapiés: mínimo 100 mm x 6 mm de espesor, con un espacio libre de 10 mm por encima del piso o plataforma. Áreas expuestas a atmosferas corrosivas o ácidas deberán prever el uso de barandas fabricadas concompuestos poliméricos de fibra reforzada (FRP). 5.7 CONCRETO 5.7.1 General La resistencia para elementos de concreto armado, relación agua/cemento deberá ser especificada según las condiciones de exposición del elemento y a los requerimientos durabilidad expuestos en el capítulo 19 del código ACI 318-19. 5.7.2 Resistencia mínima de elementos de concreto armado Como resistencias mínimas, se ha establecido dos grupos de facilidades descritos en la Clasificación de Facilidades citadas en el documento Especificaciones Técnicas de Obras de Concreto (ver documento N°LE14188A-0000-0410-ESP-00001, en sección 2.3). La resistencia mínima a compresión de 28 días del concreto, los f’c deberá ser como sigue: Clasificación de Facilidades tipo F-A, F-B y F-C: Cimentaciones, pavimentos y losas de piso: 28 MPa; Estructuras: 28 MPa; Clasificación de Facilidades tipo F-D, y F-E: Cimentaciones, pavimentos y losas de piso: 24 MPa; Estructuras: 24 MPa; Otras estructuras de concreto armado, para uso general: Buzones, Cajas de Drenaje, Forro de Cuneta, Muros, Sardineles: 20 MPa; Envolvente de Conductos Eléctricos Subterráneos: 15 MPa; Solados y mezcla Ligera (Para calzaduras): 10 MPa; Aceros de Refuerzo: Acero de Refuerzo: ASTM A615 Grado 60; Malla Soldada de Alambre: ASTM A185; Alambre de Atar: ASTM A82. Como mínimo se deberá considerar un concreto de 28MPa de resistencia a la compresión para cualquier estructura (como muros de contención, pedestales, columnas, muros, vigas, losas elevadas, etc.) en las instalaciones de Minera Las Bambas que se encuentre dentro de los grupos F- A, F-B y F-C. Para estructuras temporales se podría considerar el uso de concretos con resistencias no menores a 24MPa (como muros de contención, pedestales, columnas, muros, vigas, losas elevadas, etc.), los cuales se encuentran dentro de los grupos F-D y F-E; esto dependerá del tipo de proyecto y deberá contar con la aprobación del área usuaria de Minera las Bambas. 5.7.3 Solados y rellenos de concreto pobre Los solados y rellenos de concreto pobre tendrán una resistencia mínima de 10 MPa. 5.8 ACERO PARA ARMADURAS El acero de refuerzo para concreto armado cumplirá la especificación ASTM A615 Grado 60 o equivalente. Las fuerzas internas para el cálculo del acero de las armaduras se determinarán de acuerdo a ACI 318 - 19. El recubrimiento mínimo del acero para cada tipo de elemento estructural será el siguiente: Tabla 14 Recubrimiento de concreto mínimo para acero de refuerzo Elemento Tipo de exposición según ACI-318 (*) Recubrimiento (mm) Cimentaciones en general: - En contacto directo contra el suelo. S2, C1 75 - Protegidas o colocadas sobre membranas o soladosde concreto pobre. S1, C0 50 Muros en contacto directo y permanente contra elsuelo. S2, C1 50 - Losas y muros (para barras con diámetro hasta DB36) S0, C0 20 - Vigas y columnas (refuerzo longitudinal, estribos y espirales) S0, C0 40 - Losas y muros (para cualquier diámetro de barra) S1, C0 50 - Vigas y columnas (refuerzo longitudinal, estribos y espirales) S1, C0 50 Estructuras interiores sin contacto con el suelo: Estructuras expuestas a la intemperie sin contactocon el suelo: * De acuerdo a la tabla 19.3.1.1 – Categorías y clases de exposición del ACI318-19 5.9 ALBAÑILERÍA ARMADA (MAMPOSTERÍA) Las unidades de mampostería de concreto deberán ser diseñados, de acuerdo con los siguientes códigos, especificaciones y materiales indicados a continuación: RNE E.070 Albañilería; Norma ACI 530-13 ASCE 5/TMS 402 Building Code Requirements & Specifications for Masonry Structures; Norma ASTM C90; Norma IBC, Capítulo 21; Los materiales por considerar son: Bloques de concreto vibrado: f’m = 10 MPa; Grout p/ albañilería armada: f’c = 15 MPa Mortero: Tipo M o S, f’c = 18 MPa Bloque de concreto, unidad hueca 15MPa (en área neta), Grado N: ASTM C90 Acero de Refuerzo: ASTM A615 Grado 60 El refuerzo de alambre deberá ser tipo armadura, Dur-O-Wal o uno igual aprobado, galvanizado, diámetro mínimo de alambre calibre 9 conforme a la Especificación Estándar ASTM A82/A82M07 para Alambre de Acero, Simple, para Refuerzo de Concreto y la Especificación Estándar ASTM A951/A951M-06 para Alambre de Acero para Refuerzo de juntas de Mampostería. Los esfuerzos máximos de trabajo para mampostería reforzada de bloques sólidos y huecos deberán ser los autorizados sin ninguna inspección especial, salvo que una nota de requerimiento para inspección especial este indicado en los planos de diseño. 5.10 GROUT PARA PLANCHAS BASE El grout para planchas base de columnas será cementicio sin retracción y sin granalla metálica, debiendo proveer una resistencia mínima a la compresión de 52.5 MPa. El grout para planchas base de equipos se ajustará a los requerimientos del vendor del equipo. Para bases de equipos y maquinaria el espesor mínimo de grouts fluidos debe ser 25 mm para una longitud de flujo de 300 mm. Por cada 300 mm de flujo adicional el espesor debe incrementarse 12.5 mm, hasta un máximo de 100 mm., de acuerdo con ACI 351.1R. Para grouts con consistencia plástica, los espesores deben incrementarse entre 12.5 a 25 mm respecto a lo requerido para los grouts fluidos, de acuerdo con ACI 351.1R. 6 LÍMITES DE TRANSPORTE EN CAMIÓN Salvo que se indique específicamente lo contrario, las dimensiones normales y el límite de carga para el transporte en camión (durante la fase de construcción) se considerará de la siguiente manera: Ancho máximo 2.5 m Altura máxima 3.0 m Largo máximo 13.0 m Peso máximo 28 000 kg Pueden adoptarse dimensiones y pesos mayores, con un permiso especial, y deberán serconfirmados a través de las autoridades pertinentes. ANEXO A: GLOSARIO Las abreviaturas mostradas a continuación se han definido para garantizar que todos los usuarios que lean este documento tengan una comprensión común de los términos clave a los que se hacereferencia. Termino Definición AISC American Institute of Steel Construction Americano de Construcción en Acero) AISI American Iron and Steel Institute (Instituto del Hierro y del Acero) ASTM American Society for Testing and Materials (Sociedad Americana para Ensayos y Materiales) AWS (Instituto American Welding Society (Sociedad Americana deSoldadura) SSPC Steel Structures Painting Council (Concejo de Pinturas de Estructuras de Acero) RCSC Research Council on Structural Connections (Concejo de Investigación en Conexiones Estructurales) ANSI/NAAM American National Standard / Nacional Association of Architectural Metal Manufactures (Estándar Nacional Americano / Asociación Americana de fabricantes de Metales Arquitectónicos) RMS Root Medium Squared / Raiz Cuadrada de la Media
