Criterio de Diseño para ingeniería de una planta beneficio minera

ARIANA OPERACIONES MINERAS S.A.C. INGENIERÍA CONCEPTUAL BÁSICA A NIVEL DE FACTIBILIDAD FACTIBILIDAD DEL PROYECTO PRO YECTO MINERO ARIANA PERÚ N° 2063-000-ES-CD-001_0

CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL Preparado por

JO Ingeniería. Aprobado por Jefe de Disciplina Gerente de Ingeniería Sub-Gerente de Proyecto Gerente de Proyecto

Rodrigo Marchant José Olivares

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19.06.14 30.06.14 18.07.14

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ARIANA OPERACIONES MINERAS S.A.C. INGENIERÍA CONCEPTUAL BÁSICA A NIVEL DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO MINERO ARIANA - PERÚ CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL ÍNDICE 1

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................4

2

OBJETIVO Y ALCANCE........................................................................................................ 4

3

INFORMACIÓN DE LA PLANTA .......................................................................................... 4

4

REQURIMIENTOS GENERALES .......................................................................................... 4 4.1 UNIDADES ................................................................ ............................................... 4 4.2 PLANOS ................................................................................................................... 5 NORMAS, MANUALES Y DOCUMENTOS APLICABLES .................................................. 5 5.1 REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES, NORMAS TÉCNICAS DE PERÚ .............................................. ...................................................... .................... 5 5.2 REGLAMENTOS PERÚ ........................................................................................... 5 5.3 ACI – AMERICAN CONCRETE INSTITUTE ........................................................... 5 5.4 AISC- AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION ...............................6 5.5 OTROS CÓDIGOS Y REGULACIONES ................................................................. 6

5

6

CARGAS DE DISEÑO ........................................................................................................... 6 6.1 CARGAS PERMANENTES (D) .................................................... ............................ 6 6.2 CARGAS DE OPERACIÓN (D).................................................... ............................ 7 6.3 SOBRECARGAS DE USO (L) ................................................................................. 8 6.4 CARGA DE NIEVE (S) ............................................................................................. 9 6.5 CARGA DE VIENTO (W).................................................... ...................................... 9 6.6 CARGAS SÍSMICAS (E) .......................................................................................... 9 6.7 FUERZA DE ROCE (FR).................................................... ...................................... 9 6.8 CARGAS POR TEMPERATURA (T) ..................................................................... 10 6.9 CARGAS DE VIBRACIONES (VB) ........................................................................ 10 6.10 EMPUJES DE TIERRA (H) .................................................................................... 11 6.11 SOBRECARGA VEHICULAR (LVH) ........................................................................ 11

7

COMBINACIONES DE CARGAS ........................................................................................ 11 7.1 ESTADO LÍMITE DE SERVICIO .................................................. .......................... 11 7.2 DISEÑO POR RESISTENCIA ...................................................... .......................... 12 BASES DE DISEÑO ............................................................................................................. 12 8.1 GENERAL ....................................................................................................... ........12 8.2 DEFORMACIONES .......................................................................................... ......13 8.3 VIGAS PORTAGRÚA ................................................. ............................................ 13 8.4 PLACAS BASE DE COLUMNAS ........................................................................... 13 8.5 FUNDACIONES .......................................................... ............................................ 14

8

2063-000-ES-CD-001_0 CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL

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9

MATERIALES ....................................................................................................................... 15 9.1 GENERAL ....................................................................................................... ........15 9.2 ACERO ESTRUCTURAL .......................................................................................15 9.2.1 General...................................................................................................................15 9.2.2 Espesores mínimos .............................................................................................. 15 9.2.3 Pernos de anclaje ................................................................................................. 16 9.2.4 Rieles...................................................................................................................... 16 9.2.5 Estanque de acero ................................................................................................ 16 9.3 HORMIGÓN ARMADO ......................................................... .................................. 16 9.3.1 General...................................................................................................................16 9.3.2 Recubrimientos mínimos..................................................................................... 16 9.3.3 Barras de refuerzo ................................................................................................ 17 9.3.4 Mallas electro soldadas ....................................................................................... 17 9.3.5 Mortero de nivelación .......................................................................................... 17

10

MOVIMIENTOS DE TIERRA ................................................................................................ 17 10.1 EXCAVACIONES ................................................................................................... 17 10.2 RELLENOS ....................................................... ...................................................... 17 10.3 DRENAJES ......................................................................... .................................... 17 10.4 CAMINOS ..................................................................................... .......................... 18

LISTADO DE TABLAS Tabla 6-1: Peso Específico de Materiales ....................................................................................... 7 Tabla 6-2: Valores Mínimos de Sobrecarga de Uso ....................................................................... 8 Tabla 6-3: Relación de períodos de vibración ............................................................................... 10 Tabla 7-1: Combinaciones de carga para estado límite de servicio .............................................11 Tabla 7-2: Combinaciones de carga para estado límite último .....................................................12 Tabla 8-1: Factores de seguridad .................................................................................................. 12 Tabla 8-2: Relación peso fundación vs peso del equipo ...............................................................14 Tabla 10-1: Ancho mínimo de calzada para cada tipo de camino ................................................18



1

INTRODUCCIÓN

La compañía ARIANA OPERACIONES MINERAS S. A. C. (AOM) de Perú empresa filial de SOUTHERN PEAKS MINING LP (SPM), ha encomendado a la empresa JO Ingeniería SPA de Chile, el desarrollo de la etapa de Ingeniería Conceptual Básica para la planta procesadora de minerales con la cual se elaborará el estudio de factibilidad para el Proyecto Minero Ariana. El proyecto contempla una capacidad global de tratamiento de mineral de 2.000 toneladas métricas secas por día (TMSPD) para la planta ARIANA, con producción de dos tipos de concentrados filtrados: (a) de cobre, y (b) de zinc.

2

OBJETIVO Y ALCANCE

Este documento establece las bases de diseño, procedimientos y requerimientos generales para el diseño correspondiente a la disciplina civil-estructuras.

3

INFORMACIÓN DE LA PLANTA

Las instalaciones del proyecto Ariana está localizadas en la provincia de Yauli, distrito de Marcapomacocha, departamento de Junín, Perú, con altitudes que varían entre los 45005000 msnm. Se ubican a, 23 km de Maracocha y aproximadamente a 165 Km de Lima.

4 4.1

REQURIMIENTOS GENERALES UNIDADES

Las memorias de cálculo como también los demás documentos y planos que desarrollará esta disciplina, serán realizadas utilizando el Sistema Internacional de Unidades (SI). Las dimensiones en planos de estructuras de acero deberán mostrarse en milímetros, no siendo necesario usar la abreviación mm. En esquemas que muestren elevaciones relativas a un nivel de referencia y/o coordenadas, como planos de disposición general, las dimensiones se mostrarán en metros con tres cifras decimales, no siendo necesario usar la abreviación m. La nomenclatura para la denominación de perfiles estructurales será en milímetros para perfiles soldados y conformados en frío. En caso de perfiles especiales se detallarán las dimensiones principales y espesores en milímetros. Los pernos de anclaje, insertos en acero y otros elementos, se detallarán en milímetros, sin embargo, los diámetros nominales de pernos de anclaje se especificarán en pulgadas, salvo indicación contraria al igual que sus diámetros de perforación. 2063-000-ES-CD-001_0 CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL


Las barras de refuerzo para el hormigón armado se especificarán de acuerdo a su diámetro en milímetros. Para proveedores de documentos provenientes del extranjero, se aceptará su propio sistema de unidades, pero los documentos deberán indicar dimensiones en sistema internacional y las medidas extranjeras en paréntesis. 4.2

PLANOS

Todos los planos serán preparados utilizando las unidades indicadas en el punto 4.1 del presente documento, considerando las recomendaciones del AISC para el detallamiento de estructuras de acero.

5

NORMAS, MANUALES Y DOCUMENTOS APLICABLES

Todos los diseños y detalles se harán en conformidad con las normas que se listan en los siguientes puntos. Estas normas se considerarán como parte integral de los presentes criterios de diseños, como si fueran presentados completamente por éste, a menos que se indique lo contrario en este documento. Se considera la versión de las normas vigentes a la fecha de emisión de este documento. En caso que se produzcan diferencias entre los criterios recomendados por estas normas, se adoptará el más estricto de ellos, a menos que en este documento se indique expresamente lo contrario. 5.1

REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES, NORMAS TÉCNICAS DE PERÚ      

5.2

Norma Técnica E.020 Cargas. Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente. Norma Técnica E.050 Suelos y Cimentaciones Norma Técnica E.060 Concreto Armado Norma Técnica E.070 Albañilería Norma Técnica E.090 Estructuras Metálicas REGLAMENTOS PERÚ

 

5.3

RNE RDP

Reglamento Nacional de Edificaciones. Ministerio de Vivienda del Perú. Reglamento de Diseño de Puentes. Ministerio de Transporte y Comunicaciones del Perú.

ACI – AMERICAN CONCRETE INSTITUTE   

ACI 224R-01 ACI 318-11 ACI 313-97

Control of Cracking in Concrete Structures. Building Code Requirements for Reinforced Concrete. Standard Practice for Design and Construction of Concrete Silos



 

5.4

 

5.5

AISC 360-05. AISC 303-10 AISC 341-05

Specification for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction. Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges. Seismic Provisions for Structural Steel Buildings.

OTROS CÓDIGOS Y REGULACIONES 

    



6.1

Seismic Design of Liquid – Containing Concrete Structures. Foundation for Dynamic Equipment

AISC- AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 

6

ACI 350.3-06 ACI351 3R-04

AISE Technical Report N°13, 2003. Guide for the Design and Construction of Mill Buildings. API 650-07 Welded Steel Tank for Oil Storage. ANSI/AWS D1.1.2008. Structural Welding Code – Steel. ANSI/ASME B1.1. Unified Inch Screw Threads (UN and UNC Thread Form). ASTM A36/A36M. Standard Specification for Carbon Structural Steel. ASTM A307 Standard Specification for Carbon Bolts and Studs, 60.000 PSI Tensile Strength. ASTM A325 Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105ksi Minimum Tensile Strength.

CARGAS DE DISEÑO CARGAS PERMANENTES (D)

En esta categoría se incluyen el peso de equipos y estructuras, materiales de procesos y toda carga que tenga acción permanente sobre la estructura. Las cargas permanentes incluirán el peso propio de elementos estructurales y terminaciones; peso de equipos fijos; contenido normal de recipientes, tolvas, correas y equipos; peso de ductos; pesos de elementos colgantes permanentes (puentes de tuberías, bandejas de cables eléctricos, luminarias). Las cargas de equipos deberán ser indicadas por los proveedores en planos o diagramas de cargas. En caso de no existir información específica en otro documento del proyecto, los pesos de los materiales se obtendrán a partir de los siguientes valores de pesos específicos:



Tabla 6-1: Peso Específico de Materiales Material Mineral Chancado Relleno Estructural Acero Estructural Hormigón Armado Hormigón sin armar Madera Seca Madera Húmeda Placas de Madera FRP

Peso Especifico Kg/m3 1.900 2.000 7.850 2.500 2.400 650 850 550 1.500

Serán tratadas como cargas muertas las producidas por el peso de líquidos o sólidos presentes al interior de recipientes, chutes, equipos o tuberías durante la operación normal. Se considerará el efecto del empuje vertical y horizontal de los líquidos y sólidos capaces de fluir. La acumulación de polvo en la estructura será considerada como carga permanente, con un peso específico de 1.400 kg/m³ y un talud de 1:1,5 (V:H). 6.2

CARGAS DE OPERACIÓN (D)

Las respuestas transientes inducidas en la partida, detención o frenado de los equipos mecánicos, eléctricos o hidráulicos, y los fenómenos de dinámica de fluidos que corrientemente suceden durante la operación normal, serán tratadas como cargas de operación y para efectos de combinación serán tratadas como cargas permanentes. Las cargas de puente grúas, tecles y vigas monorriel deberán cumplir con el Informe Técnico N°13 del AISE, “Guide for the Design and Construction of Steel Buildings”, 2003 y serán como mínimo las siguientes: Los espaciamientos y cargas máximas por rueda (CMR) se obtienen de las especificaciones del fabricante. Impactos Verticales:    

Grúa de operación Grúa de mantenimiento Tecle motorizado Tecle manual

0,25xCMR 0,20xCMR 0,15x(Tecle + carga) 0,10xCarga máxima

Impactos Horizontales:   

Grúa de operación Grúa de mantenimiento Tecle


0,20x(carga levantada) en cada vía 0,15x(carga levantada) en cada vía 0,10x(carga levantada) Marzo 2014 Página 7 de 18

Impacto Longitudinal: 

6.3

Grúas

0,10xCMR

SOBRECARGAS DE USO (L)

Son aquellas cargas que pueden estar o no presentes o que son variables en el tiempo, por tanto serán analizadas en sus ubicaciones más desfavorables, considerando sus valores máximos y mínimos. Algunos valores mínimos a considerar se muestran en la tabla siguiente:

Tabla 6-2: Valores Mínimos de Sobrecarga de Uso Descripción

Pasarelas con ductos y escaleras Pasarelas en correas transportadoras (diseño general)z Pasarelas en correas transportadoras. (diseño local) Plataformas con equipo liviano Plataformas con equipo pesado Salas de Control Salas de Partidores (Switchgear) Techos con pendiente menor a 20% Techos con pendiente mayor a 20% Sectores de Oficinas Radieres Plataforma entorno Molino de Bolas Plataforma Entorno Molino SAG

Carga mínima en combinación estática Kg/m3 400

Carga mínima en combinación sísmica Kg/m2 125

120

30

250

125

400 600 500 1.250 100 50 250 1.250 2.400 3.700

200 300 300 600 0 0 125 600 1.200 1.850

Si el peso del equipo fijo y el lugar que este ocupa no es accesible, se incluirá específicamente como carga permanente y se omitirá la carga de piso de la superficie que éste ocupe. Las cargas de mantenimiento o construcción de las grúas deberán considerarse cuando corresponda. Las cargas de las grúas o camiones deberán tener el mismo factor de carga que las cargas vivas. Los pasamanos deberán ser capaces de soportar una fuerza horizontal de 100kgf aplicada en cualquier lugar de estos. Los peldaños de escaleras se dimensionarán para una carga viva concentrada igual a 140kgf. 2063-000-ES-CD-001_0 CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL


Para las cargas vivas de techo (Lr) u otras sobrecargas no mencionadas anteriormente, se aplicará la Norma Técnica E.020 Cargas. Las sobrecargas uniformes pueden ser reducidas, de acuerdo con su probabilidad de ocurrencia en grandes superficies, para lo cual se aplicarán las recomendaciones de la Norma Técnica E.020 Cargas. No se aceptarán reducciones a la sobrecarga para lugares de almacenamiento ni para estanques. 6.4

CARGA DE NIEVE (S)

Se aplicará la Norma Técnica E.020 Cargas. 6.5

CARGA DE VIENTO (W)

Se aplicará la Norma Técnica E.020 Cargas o en su defecto la norma ASCE 7-05, con un factor de exposición “C”, con ráfagas de 3 segundos de duración y una velocidad de 175

kilómetros por hora. 6.6

CARGAS SÍSMICAS (E)

Las cargas sísmicas se aplicarán de acuerdo a lo dispuesto en la Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente, utilizando los siguientes parámetros:  

Zona sísmica : 2 Tipo de Suelo : según mecánica de suelos disponible.

El resto de los coeficientes sísmicos necesarios para realizar el cálculo sísmico se mostrarán en detalle en la memoria de cálculo asociada a la obra en particular. En general los cálculos se harán mediante análisis estático. El cálculo mediante análisis dinámico se aplicará sólo para estructuras con fuertes asimetrías y/o distribuciones irregulares de masas en altura. En los casos en que algún proveedor de equipos utilice criterios distintos de los presentes, ellos no deberán ser menos exigentes que el presente documento. En los casos no cubiertos por la Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente, se aplicará la norma UBC - 1997, con las recomendaciones señaladas en la “ Section 1634 – Nonbuilding Structures”. Considerar suelo tipo Sc, coeficiente de importancia igual a uno y zona sísmica igual a cuatro. 6.7

FUERZA DE ROCE (FR)

La fuerza de roce será igual al producto de la fuerza de compresión en la superficie de análisis por un coeficiente de roce “μ”: 2063-000-ES-CD-001_0 CRITERIOS DE DISEÑO CIVIL ESTRUCTURAL


   

Hormigón – terreno Hormigón – acero Acero – acero Suelo – suelo

tg (2Φ/3)

0,35 - 0,50 0,20 - 0,30 tg (Φ)

Donde Φ es el ángulo de fricción interna del suelo, según informe de Mecánica de Suelos.

6.8

CARGAS POR TEMPERATURA (T)

Se considera un rango de variación de ±30°C. 6.9

CARGAS DE VIBRACIONES (VB)

El diseño de elementos de soporte de equipos vibratorios debe incluir, en el análisis estático, el incremento por impacto indicados en el punto 6.2. Los elementos de acero sometidos a cargas vibratorias y vigas soporte de equipos para marcos de poleas de transportadores, volantes u otras máquinas acopladas a ellos, tendrán una relación mínima de altura a luz de apoyo de 1:12, a menos que una verificación de vibraciones indique que puede usarse una altura menor. El diseñador debe garantizar que la frecuencia del modo fundamental de la estructura de soporte (fn), se encuentre fuera del rango indicado a continuación: fn<0,67fo, ó fn>2,0fo

 

Donde “fo” corresponde a la frecue ncia del equipo.

En el cálculo de la frecuencia natural y desplazamientos se debe considerar la interacción suelo - estructura. Para minimizar las vibraciones causadas por resonancia, se mantendrán las relaciones mostradas en la siguiente tabla, entre la primera frecuencia natural de vigas soporte (fn) y la frecuencia del equipo (fo).

Tabla 6-3: Relación de períodos de vibración Conectada a: Columna Columna Viga Viga


Luz de la viga (kg/m²) <6 >6 <6 >6

fn/fo 1,5 ó 0,8 2,0 ó 0,75 2,0 ó 0,75 2,5 ó 0,75


6.10 EMPUJES DE TIERRA (H) Se considerarán según las recomendaciones señaladas en el informe de mecánica de suelos del proyecto y se combinarán con el mismo coeficiente que las carga permanentes. 6.11 SOBRECARGA VEHICULAR (LVH) En los casos que aplique, se considerarán cargas provenientes de un camión tipo HS 20-44 según la norma AASHTO ASD y aumentadas en un 20%. Esta solicitación representa adecuadamente las cargas provenientes de camiones tipo carreteros. Para otro tipo de camiones se deberá obtener información específica de éstos. Esta carga se combinará con los mismos factores que la sobrecarga de uso en la posición que resulta más desfavorable para la estructura.

7

COMBINACIONES DE CARGAS

7.1

ESTADO LÍMITE DE SERVICIO

Tabla 7-1: Combinaciones de carga para estado límite de servicio N° ASD-01 ASD-02 ASD-03 ASD-04 ASD-05 ASD-06 ASD-06 ASD-07 ASD-08 ASD-09 ASD-10 ASD-11 ASD-12 ASD-13 ASD-14 ASD-15

Combinaciones de carga D+T D+L+T D+(Lr o S)+T D+0,75L+0,75(Lr o S) D+W D+E+T D+0,75W+0,75L+0,75(Lr o S)+T D+0,75E+0,75L+0,75S+T 0,6D+W 0,6D+E+T D+L+(Lr o S)+G1 D+L+(Lr o S)+G2+W D+L+(Lr o S)+G3+0,5W D+L+(Lr o S)+G3+0,5W D+L+(Lr o S)+G4 D+L+(Lr o S)+Gd+E

Factor 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Solicitaciones en monorriel o puente grúa: G1 = Gvs+Gl+Gss+Gls (una sola grúa) G1 = GVM+Gss+Gls (más de una grúa) G2 = Gvs+Gl G3 = Gvs+Gl+Gss G4 = Gvs+Gl+0.67Gbs     

Donde: Gvs Gss

: Carga vertical producida por el puente grúa. : Carga de Impacto lateral (transversal) producida por puente grúa.



Gl Gls GVM Gd Gbs

: Impacto vertical producido por el puente grúa. : Fuerza de Tracción longitudinal producida por el puente grúa. : Carga vertical producida por varios puentes grúa. : Todos los puentes grúas estacionadas juntos (con peso propio normal). : Impacto horizontal longitudinal sobre tope externo, 100% velocidad de traslación.

Al utilizar las combinaciones de carga explícitamente según define la AISE Technical Report Nº13, se está permitido aumentar los esfuerzos permisibles producto de la eventualidad de la ocurrencia de un sismo. 7.2

DISEÑO POR RESISTENCIA

Tabla 7-2: Combinaciones de carga para estado límite último N° ELU-01 ELU-02 ELU-03 ELU-04 ELU-05 ELU-06 ELU-06 ELU-07

8 8.1

Combinaciones de carga 1,4 D 1,2 D+1,6 L+0,5(Lr+S) 1,2 D+1,6 (Lr o S)+L 1,2 D+1,6 (Lr o S)+0,8W 1,2 D+1,6 W +L+0,5(Lr o S) 1,2 D+1,4 E +L+0,2 S 0,9 D+1,6 W 0,9 D+1,4 E

BASES DE DISEÑO GENERAL

Las estructuras de acero se diseñarán por método ASD según lo indicado en el AISC 36005, American Institute of Steel Construction. Adicionalmente a las fuerzas principales, el diseño de las estructuras tomará en cuenta las fue rzas secundarias debido a la excentricidad de las conexiones. Las estructuras de hormigón se diseñarán por el método de resistencia última según lo indicado en el código ACI 318-10 Las presiones de contacto en suelos se verificarán para combinaciones de carga en estado límite de servicio. Para evaluar la estabilidad general de las estructuras se consideran los siguientes factores de seguridad:

Tabla 8-1: Factores de seguridad Situación Estático Sísmico


Volcamiento 2,0 1,5

Deslizamiento 1,5 1,3

Levantamiento 2,0 1,5


Para verificar el levantamiento, deslizamiento y volcamiento se considerarán las cargas mínimas de peso propio de construcción y montaje en combinación con cargas de v iento. Para las combinaciones ASD-08 y ASD-09 se deberá asegurar un factor de seguridad al volcamiento mayor que 1,5 y/o un área comprimida no menor que un 50%. 8.2

DEFORMACIONES

Se verificarán las siguientes deformaciones admisibles verticales en función de luz libre en los elementos:        

Vigas en general Portagrúas Vigas portagrúas Cerchas, vigas enrejadas Vigas de equipos vibratorio Vigas de piso colaborante Costaneras de techo Vigas de apoyo de correas

: 1/300 : 1/450 : 1/1000 : 1/700 : 1/800 : 1/180 : 1/240 : 1/500

Se verificarán las siguientes deformaciones admisibles horizontales en función de luz libre en los elementos:   

Columnas para vigas portagrúas Columnas de viento Costaneras de costado

: 1/500 : 1/200 : 1/180

Las deformaciones sísmicas deben cumplir con lo señalado en la Norma Técnica E.030 Diseño Sismorresistente. 8.3

VIGAS PORTAGRÚA

Las vigas portagrúa se diseñarán de acuerdo con AISE Technical Report N° 13, Guide for the Design and Construction of Mill Building. 8.4

PLACAS BASE DE COLUMNAS

La resistencia de la conexión entre la placa base, la columna y la fundación debe ser verificada cuidadosamente para corte sísmico y cargas de operación. Se agregarán llaves de corte bajo las placas base si el corte horizontal es mayor que 50 KN. Las llaves de corte deben resistir la totalidad de la carga de corte. Ellas se deben insertar en nichos en la fundación para transferir la totalidad del corte al concreto, sin considerar el mortero de nivelación. Se proveerá de armadura adecuada en los pedestales de concreto para transmitir adecuadamente las cargas desde las llaves de corte a los pedestales.



Cuando no se usen llaves de corte, el corte total debe ser tomado por los pernos de anclaje, considerando que el 50% del conjunto de pernos resisten el corte en forma efectiva. Los pernos de anclaje traccionados tendrán una proyección tal que exista una longitud de a lo menos 8 diámetros, pero no menos de 250 mm entre la parte superior de la placa base y la parte inferior de la silla o placa superior, para permitir su fluencia e inspección después de un evento sísmico. Por la misma razón, un mínimo de 75 mm o de 3 diámetros de hilo se dejarán bajo las tuercas, para su reapriete. 8.5

FUNDACIONES

En diseño de fundaciones y muros de contención se ceñirán a las recomendaciones dadas en el Informe de Mecánica de Suelos. Las fundaciones de equipos tendrán una relación peso fundación a peso del equipo, que no será menor que la establecida a continuación:

Tabla 8-2: Relación peso fundación vs peso del equipo Maquinaria Operación menor que 2 RPM Operación menor que 20 RPM Operación por sobre 20 RPM

Relación 1a1 2a1 3a1

El centro de gravedad del equipo en operación normal coincidirá verticalmente con el centro de gravedad de la fundación. La excentricidad máxima permitida será del 5% de la dimensión del área de contacto de la fundación en ambas direcciones. En aquellos casos de fundaciones para máquinas rotatorias, motores de movimiento alternativo o de máquinas cuya operación produce impacto, se establecerá un límite para los valores permisibles de las amplitudes de las vibraciones de acuerdo a teorías conocidas (ej.: Barkan y/o Whitman) y a la información entregada por el fabricante. Los valores permisibles se refieren a desplazamientos traslacionales en ambas direcciones, desplazamientos verticales y rotación (en cualquier plano principal: volcamiento, torsión o cabeceo). Se debe proyectar fundaciones simétricas para tratar de evitar la torsión y desacoplar los desplazamientos de las rotaciones. La interacción entre las fundaciones próximas entre sí, bajo cargas dinámicas, será evitada o reducida a términos despreciables. En los casos de análisis no vibratorios está permitido asumir que el suelo subyacente a la fundación no tiene inercia sino solamente propiedades elásticas.



9

MATERIALES

9.1

GENERAL

Los materiales utilizados para estructuras sismo resistentes asegurarán un comportamiento dúctil según lo dispuesto en las normativa aplicable al proyecto. 9.2

ACERO ESTRUCTURAL

9.2.1 General El cálculo y dimensionamiento se realizará de acuerdo al método ASD de la AISC Specification for the Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Bu ildings. En el caso del acero estructural se utilizarán aceros con un comportamiento claramente elasto-plástico. Esto se expresa en los siguientes requisitos mínimos de ductilidad: a) Tener en el ensayo de tracción una meseta pronunciada de ductilidad natural con un valor límite de fluencia inferior a 0,85 de la resistencia a la rotura. b) Elongación de rotura mínima en tracción de 20 por ciento, medida en probeta de 50mm. c) Soldabilidad garantizada según normas AWS d) Tenacidad mínima de 27 Joules a 21°C en el ensayo de Charpy según ASTM A 6. El diseño de los perfiles se basará principalmente en el uso de acero estructural ASTM A36, salvo indicación contraria que haga recomendable el uso de otro tipo por razones de corrosión, resistencia o economía. Para otros elementos se utilizarán los siguientes aceros:   

Pernos de alta resistencia Pernos corrientes Placas de conexión

: ASTM A325 : ASTM A307 : ASTM A36

9.2.2 Espesores mínimos Se utilizarán los siguientes espesores mínimos para el dimensionamiento y verificación de perfiles: Alma de perfiles soldados Ala de perfiles soldados Perfiles laminados Perfiles plegados Planchas de conexión

    


: 5,0 mm : 6,0 mm : 5,0 mm : 5,0 mm : 8,0 mm Marzo 2014 Página 15 de 18



Otros casos de perfiles y planchas : 6,0 mm

9.2.3 Pernos de anclaje Los pernos de anclaje y placas de anclaje serán de acero ASTM A36. Las tuercas serán según especificación ASTM A563 con golilla plana según ASTM F436. En el caso que se requiera usar camisa en los pernos esta será cañería ASTM A-53-sch-40/ST. El diámetro mínimo será 3/4”, salvo en equipos en que el diámetro de los pernos de anclaje

es especificado por el proveedor. De preferencia se utilizarán pernos de anclaje pre -instalados no tomando en consideración la adherencia del mortero a los pernos de anclaje. Como alternativa al uso de anclajes preinstalados, se podrá utilizar anclajes químicos. El diseño de los pernos de anclaje deberá cumplir con las especificaciones del Apéndice D del código ACI 318.

9.2.4 Rieles Los rieles para puentes grúa serán de acero ASTM A759 “Standard Specification for Carbon Steel Crane Rails”.

9.2.5 Estanque de acero Las fundaciones de estanques de acero serán diseñadas siguiendo las recomendaciones señaladas en la norma API-650 9.3

HORMIGÓN ARMADO

9.3.1 General Para el dimensionamiento y cálculo de armaduras se utilizará la Norma ACI 318-10. En el diseño de elementos estructurales de hormigón armado se utilizarán hormigones que cumplan con las siguientes resistencias características: Estructuras en general Fundaciones

 

: f’c=25Mpa : f’c=25Mpa

Donde f´c es la resistencia característica cilíndrica definida en ACI

9.3.2 Recubrimientos mínimos Salvo requerimientos especiales se emplearán los siguientes recubrimientos mínimos: 

Losas, muros y vigas sin contacto con suelo


: 2,5 cm Marzo 2014 Página 16 de 18

  

Vigas y columnas Hormigones expuestos a exteriores y/o suelo Hormigones colocados contra el suelo

: 4,0 cm : 5,0 cm : 7,5 cm

9.3.3 Barras de refuerzo Las barras de refuerzo para hormigón armado serán de acero laminado con resaltes preferentemente de calidad A630-420H o ASTM A615 grado 60. Se podrá usar acero del tipo A440-280H en casos justificados e indicados expresamente.

9.3.4 Mallas electro soldadas Las mallas electrosoldadas cumplirán los requisitos de ASTM A185, tendrán una fluencia mínima de 4.580 kg/cm² (450MPa) para barras de diámetro 3 mm o mayor. En losas, radieres y pavimentos podrán utilizarse mallas electrosoldadas, considerando los empalmes recomendados por el fabricante.

9.3.5 Mortero de nivelación El mortero de nivelación deberá estar exento de retracción, sin elementos metálicos. Las bases de los equipos vibratorios requieren una especial atención y se deberán seguir las instrucciones del fabricante para un mortero epóxico.

10 MOVIMIENTOS DE TIERRA 10.1 EXCAVACIONES Las excavaciones previstas dentro de los alcances del proyecto serán las destinadas a caminos, plataformas, fundaciones de equipos y de estructuras. Los taludes considerados para propósitos de diseño serán los indicados en el Informe de Mecánica de Suelos del proyecto. 10.2 RELLENOS Serán considerados los taludes indicados en el Informe de Mecánica de Suelos del proyecto. 10.3 DRENAJES La pendiente mínima en las zanjas y fosos será de 0.5% y una revancha mínima de 15 cm. No se permitirá la descarga de zanjas o ductos en taludes de rellenos a menos que se tomen las precauciones necesarias para evitar socavación.



10.4 CAMINOS Esta sección cubre los requerimientos para el diseño y construcción de caminos interiores pertenecientes al proyecto. Las velocidades de diseño para los caminos en el interior del recinto minero, mostrados en los planos del proyecto serán de 50km/h. Las restricciones de velocidad en los caminos interiores del recinto minero serán definidas de acuerdo a las políticas de seguridad de Ariana. Cuando por diseño, se requiera restringir la velocidad a un valor menor que el indicado, se deberá dejar indicado en forma explícita en los planos del proyecto. La distancia visual en cualquier punto del camino no será menor que la mínima distancia de frenado y a lo menos 7,0m. El radio mínimo de curvatura para la velocidad de diseño indicada será 80,0m. El radio mínimo de viraje será de 8,0m. El ancho mínimo de los caminos será de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 10-1: Ancho mínimo de calzada para cada tipo de camino Tipo de camino Interior planta una vía Interior planta dos vías Camino acceso planta

Ancho mínimo de calzada (m) 3,50 6,00 6,00

La pendiente máxima longitudinal del eje central no excederá el 8%. En rampas y acceso de edificios se aceptará hasta un 10%.



Criterio de Diseño para ingeniería de una planta beneficio minera

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