NORMA CHILENA OFICIAL
I NSTI TUTO
NACI ONAL
DE
NCh
N OR MA L I Z A C I ÓN
•
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado Parte 1: Tubos circulares de hormigón tubos de base plana de hormigón simple y tubos de base plana de hormigón - Requisitos generales Precast concrete - circular concrete fíat concrete pipe and fíat concrete pipe - General requirements
Primera edición
: 2001
Descriptores:
materia/es de construcción, alcantarillado, requisitos
tubos, hormigón, hormigón armado,
91.100.30; COPYRIGHT 2002: INSTI TUTO NAC ION AL DE Dirección : 64, 6° Santiago, Chile : Santiago 1 - Chile Teléfonos : (56 2) 441 0330 • Centro de Venta de Normas (5° Telefax r 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5°
*
: :
reproducción y venta *
441 0425 44 1 0429
Contenido Página Preámbulo
V
1
Alcance
campo de aplicación
2
Referenci eferencias as normativas
1
3
Términos y definiciones
2
4
Símbolos y términos abreviados abrevi ados
3
5
Clasificación lasifi cación
3
6
Requisitos generale generales s
4
6.1
1
4
6.2 6. 2
Tubos de hormigón simple
2
6.3
Tubos de hormigón armado base plana
7
6.4
Unione Uniones s y sellado de uniones uniones
7
Reparaciones
8
Certificación
9
Ensayos
10
Marcado del producto produ cto
Figuras
9
10
Contenido Página Preámbulo
V
1
Alcance
campo de aplicación
2
Referenci eferencias as normativas
1
3
Términos y definiciones
2
4
Símbolos y términos abreviados abrevi ados
3
5
Clasificación lasifi cación
3
6
Requisitos generale generales s
4
6.1
1
4
6.2 6. 2
Tubos de hormigón simple
2
6.3
Tubos de hormigón armado base plana
7
6.4
Unione Uniones s y sellado de uniones uniones
7
Reparaciones
8
Certificación
9
Ensayos
10
Marcado del producto produ cto
Figuras
9
10
Contenido
Página Anexo A Condiciones de cálculo estructural para tubos de hormigón armado base plana Alcance
16
Condiciones de cálculo
16
Figuras Anexo B
B.1 B.1
B.4 B.4
Verificación estructural de tubos
Cálculo estructural estructu ral de tubos tubo s rígidos Factor de carga
20
Cargas vehiculares
21
Factor Facto r de seguridad
22
Figuras
23
Anexo C Hormigón DN250 a
Traducción libre de norma DIN 4032, 4.1.3.2 Tubos de con campana campana
28
An exo D (informativo) (informativo) Modelos de certificación certificación
31
D.1 D.1
Alcance Alc ance
31
Certific ertificación ación de tipo
31
Certificación de lotes
31
M arca de conformidad
31
D.4 D.4
Anexo E
Bibliografía
32
Contenido Página
Figuras Figura 1 Longitud interna del tubo
Figura 2 Esquemas de uniones en tubos de hormigón simple Clase A Figura 3 Esquemas de
en tubos de hormigón simple Clase B
Figura 4 Esquemas de secciones de tubos Figura 5 Disposición de armaduras
15
Figura Instalación de tubos de hormigón armado de base plana según condición del terraplén Figura B.1 Caso
Condición de zanja
23
Figura
Caso 2: Condición de terraplén proyección positiva
23
Figura
Caso 3: Condición de terraplén, proyección negativa
24
Figura B.4 Coeficiente tabulado Cd para condición de zanja (Caso 1) Figura positiva
25
Coeficiente tabulado para condición de terraplén con proyección y Cn para condición de terraplén con proyección negativa 26
Figura
Factor de carga Pr para cargas vehiculares C.1 Ejemplos
27 29
Tablas Tabla 1 Simbología y términos abreviados
3
Tabla 2
5
dimensionales básicas de tubos de hormigón
Tabla 3 Longitudes útiles de tubos
5
Tabla 4 Tolerancias en las dimensiones
6
Tabla 5 Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura
6
Contenido
Página Tabla 6 Máximo de adición de agua
7
Tabla 7 Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura Tabla 8 Máximo de adición de agua Tabla B.1 Factores de carga Proyección positiva
para tubos base plana - Condición de terraplén -
Tabla C.1 Profundidad P y espesor de pared de la campana Tabla
8
para Figura C.1
Variaciones permisibles de T para uso con anillos de goma circulares
28 30
NORMA CHILENA OFICIAL
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado Parte 1: Tubos circulares de hormigón tubos de base plana de hormigón simple y tubos de base plana de hormigón - Requisitos generales
Preámbulo
Instituto Nacional de es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR (ISO) de la COMISIÓN PANAMERICANA DE NORMAS TÉCNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma
ha sido preparada por el Comité Conductos Prefabricados de
Hormigón y la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio
participaron los organismos y las personas naturales siguientes: BUDNIK S.A. Centro de Estudios, Medición y Certificación de CESMEC Ltda.
Arturo Budnik O.
Empresa de Servicios Sanitarios del Bío, ESSBIO Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS S.A. Instituto de Investigación y Ensayes de Materiales, Instituto de la Construcción,
Instituto Nacional de Normalización, INN Ministerio de Obras Públicas, MOP, Departamento de Obras Hidráulicas Prefabricados de Hormigón GRAU S.A. Servicio de Vivienda y Urbanismo
SERVIU
Cecilia Simón B. Claudio C. Eduardo Susarte B. Claudio Navarro L. Yuri Tomicic C. Claudio Acuña C. Rodrigo Espinoza G. Hernán Infante A. Max Bedriñana S. Manuel Rodríguez P. Arturo Muñoz F. V
Esta norma se estudió para actualizar los requisitos de diseño que deben cumplir los tubos de hormigón simple e incorporar los requisitos generales para tubos de hormigón armado base plana. Esta norma se inserta dentro del proyecto
en la Construcción - Actualización
Técnica de Normas Chilenas Oficiales.
Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta de norma se ha tomado en consideración la norma Requisitos generales, y antecedentes
Tubos de hormigón simple para alcantarillado -
técnicos proporcionados por los miembros del
Comité. Los Anexos A, B, C, D y E no forman parte del cuerpo de la norma, se Insertan sólo a título informativo.
Esta norma anula y reemplaza a la norma
Tubos de hormigón simple para
declarada Oficial de la República por Decreto 1436, de fecha 26 de Agosto de del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario Oficial del 22 de Septiembre de
alcantarillado
-
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 28 de Diciembre de 2000. Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto de fecha 26 de Marzo de del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario Oficial del de Mayo de 2002.
VI
NORMA CHILENA OFICIAL
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado Parte Tubos circulares de hormigón simple, tubos de base plana de hormigón simple y tubos de base plana de hormigón - Requisitos generales
1 Alcance y campo de aplicación
norma establece los requisitos generales que deben cumplir los tubos prefabricados de hormigón simple de sección circular o de base y los tubos de hormigón armado de base plana, sus uniones respectivas, utilizados en redes de alcantarillado y, en general, para la conducción a la presión atmosférica de sustancias líquidas o sólidas arrastradas por líquidos. 2 Referencias normativas
Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. NCh44
NCh185
ASTM C443
Inspección por atributos - y procedimientos de muestreo. Cemento - clasificación y especificaciones generales. Tubos de hormigón simple para alcantarillado - Ensayos. Agua potable - Parle Requisitos. Acero - Alambre liso o con entalladuras, de grado para uso en hormigón armado - Especificaciones. Hormigón - Agua de amasado - Requisitos. Hormigón y mortero - Aditivos - y Specifications for Joints for Circular Concrete Sewer and Pipe, Using Rubber Gaskets.
Mientras no exista la n orma chilena co rrespon diente, se debe usar esta norma.
3 Términos y definiciones
Para los propósitos de esta norma, se aplican !os términos 3.1 tubo: pieza prefabricada de
definiciones siguientes:
de sección interna circular en toda su longitud,
excepto en sus extremos 3.2 tubo de base plana: tubo que incluye una cama de apoyo incorporada monolíticamente,
del mismo material base de la 3.3 tubo de hormigón simple: tubo que no lleva armadura, o en caso de existir ésta no
tiene función estructural. En esta definición se incluyen los tubos corrientes, clase A, con o sin base plana, y los tubos de alta resistencia, clase B (ver cláusula 6) 3.4 tubo de hormigón armado: tubo con armadura de acero que cumple una función
estructural. En esta definición se incluyen los tubos con base plana (ver cláusula 6). La disposición de las armaduras se muestra en Figura 5 3.5 unión: partes extremas del tubo utilizadas para obtener la continuidad entre un tubo y
otro o entre un tubo y una pieza especial 3.6 sellos de unión: conjunto de elementos de ajuste de tubos entre sí; o entre un tubo y
una pieza especial, con el fin de asegurar la estanquidad numérica, sin unidades, de la medida de un tubo, que corresponde a un número entero, aproximadamente igual a las dimensiones de fabricación en milímetros para el diámetro interior 3.7 dimensión nominal (DN):
3.8 longitud interna del tubo (L): distancia entre
fondo
extremo hembra y el borde
más saliente del extremo macho (ver Figura 3.9
de armadura: área de la sección transversal de armadura por unidad de
longitud de tubo, correspondiente a un corte longitudinal de la pieza
4 Símbolos y términos abreviados
Para esta norma se adopta la notación que se presenta en Tabla 1 siguiente: Tabla 1 -
y términos abreviados
Significado
Unidad
de la unión de campana y espiga
mm
DI
Diámetro interior
tubo
mm
DN
Diámetro nominal interior
mm
Ancho mínimo de la base en tubos con base plana
mm
Diámetro externo del tubo
mm
Diámetro interno de la unión
mm
Espesor mínimo de pared
mm
Espesor mínimo de
mm
b
e
L
MA
base en tubos con base plana
Longitud útil del tubo
Máximo de adición de agua
P
Profundidad mínima en la unión exterior
mm
P'
Proiundidad mínima en la unión interior para tubos clase B y base plana
mm
RM
t
Resistencia mínima a la compresión diametral Apertura de la unión
NOTA - En Figuras 2, 3 los tubos.
4 se muestra la correspondencia de las
mm
geométricas con las dimensiones de
5 Clasificación
Los tubos se clasifican como sigue: 5.1 De acuerdo con su dimensión interior nominal DN, en en Tabla 2.
en las series que se indican
5.2 De acuerdo con la ausencia o presencia de armadura en: tubos de hormigón simple; b) tubos de hormigón armado. 5.3 Los tubos de hormigón simple, de acuerdo a la resistencia del hormigón en: a) clase A o tubos corrientes; b) clase B o tubos de alta resistencia.
5.4 Los tubos de hormigón armado, de acuerdo a la cuantía de la armadura elíptica resistencia a la compresión diametral, según Tabla 7 en:
a la
a) tubos tipo b) tubos tipo - 2.
5.5 De acuerdo con la
en:
a) tubos de sección circular; b) tubos de base plana.
5.6 De acuerdo con el tipo de unión en: a) tubos con unión de campana y espiga; b) tubos con unión de medio espesor.
5.7 De acuerdo al tipo de sello de unión en: a)
mortero u otro);
b) flexible (con anillo de goma u
6 Requisitos generales 6.1 Materiales 6.1.1 El cemento debe
con
6.1.2 Se pueden incluir adiciones minerales que permitan cumplir los requisitos de esta norma (Puzolanas, cenizas volantes, etc.).
6.1.3 Los áridos deben ser aquellos procedentes de rio, mina o piedra machacada. La de los áridos que se utilice debe ser estudiada por el fabricante de manera que el producto terminado cumpla los requisitos señalados en esta norma. 6.1.4 El agua de amasado debe cumplir con NCh1498, o bien con
según
corresponda. 6.1.5 El acero de las armaduras en los tubos de hormigón armado base plana debe tener 2 un límite elástico mayor o igual a 5 000 kg/cm . Para esto se puede utilizar el acero AT56-50H, de acuerdo a la clasificación de 73. Los aditivos deben cumplir con los requisitos de NCh21 82.
Se pueden utilizar fibras inertes en el hormigón del tubo como material no estructural, siempre que se cumplan los requisitos de esta norma.
6.2 Tubos de hormigón simple Los tubos de hormigón simple deben cumplir con los requisitos que se indican en Tablas 2, 3, 4 y 5. 6.2.1 Dimensiones nominales Tabla 2 - Caracte rísticas dimensionales bás icas de tubos de hormigón simple
Dimensiones en milímetros Clase A
DN
Tubos Clase B
Tubos con base plan a
e
e
3
20
-
-
-
10
3
23
-
-
-
50
10
3
30
-
-
-
22
50
10
3
32
-
-
-
250
26
50
15
3
32
-
-
-
300
33
50
15
3
38
-
-
-
350
36
50
15
3
45
-
-
-
400
40
50
15
5
55
-
-
-
450
45
50
15
5
60
-
-
-
500
50
26
-
6
-
-
-
600
57
26
-
7
-
91
360
40
-
7
-
91
420
e
P
a
19
50
10
19
50
22
200
700
t
b
800
77
40
-
8
-
98
185
480
900
86
42
-
8
-
109
206
540
1 000
95
42
-
9
-
227
600
50
-
267
720
1 200 105
10
140
-
6.2.2 Longitudes útiles Tabla 3 - Longitudes útiles de tubos L.
DN,
1
-
250
1
1,20
500
1
600 - 1 200
1
300 -
-
-
-
1,25
-
-
-
1,20
1,25
1,50
1,75
2,00
2,50
1,20
1,25
1,50
1,75
2,00
2,50
NOTA - Se pueden aceptar tubos de cualquier requisitos de esta norma.
-
intermedia o superior, siempre que se
los
6.2.3 Tolerancias en las dimensiones 6.2.3.1 Las dimensiones de los tubos deben cumplir con las tolerancias que se indican en Tabla 4. Tabla 4 - Tolerancias en las dimensiones
L
DN.
admisible,
t Desviación admisible,
a Desviación admisible,
mm
% 350
±1
±2
2
800
±1
±3
±3
900 a 1 200
±1
4
4
400 a
NOTA - El
r
t corresponde
rf, --
6.2.3.2 El eje del tubo debe ser recto, con una tolerancia de +10% del espesor del tubo
en 1
de
6.2.3.3 El Diámetro Interno del tubo tendrá una tolerancia de -0,5% y +2,5% respecto al Diámetro Nominal.
6.2.4 Resistencia mecánica 5 - Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura
DN, mm
Tubos de sección de circular
Clase A
RM, kN/m
Clase B RM, kN/m
17
18
-
17
19 20
-
Clase B
kN/m
175
17
200 250 300 350 400 450 500 600 700 800
17
1 000 1 200
Tubos de base plana
-
18
22
-
19
27
-
20
35
-
43
-
22
46
-
24
52
-
28
-
31
-
33
-
70 80 84
35
-
92
37
-
100
39
-
113
21
]
NOTA - Para los efectos de esta norma 1 kN = 100 kgf.
6.2.5 Máximo de adición de agua 6 - Máximo de adición de agua DN,
Tubos de Clase A
de circular Clase B MA,
Tubos de base Clase B MA,
100
100
-
150
110
110
-
175
115
115
-
200
120
120
-
250
140
300
160
160
-
350
180
180
-
400
210
210
-
450
240
240
-
500
270
270
-
600
300
-
300
700
330
-
330
800
360
-
360
400
-
400
1000
440
-
440
1 200
520
-
520
-
6.3 Tubos de hormigón armado base plana Los tubos de hormigón armado base plana deben siguientes:
como mínimo con los requisitos
6.3.1 Dimensiones mínimas, longitudes útiles, y tolerancias en dimensiones
Los tubos de hormigón armado de base plana, deben cumplir con los mismos términos señalados para el tubo de hormigón simple base plana en Clase B, Tablas 2, 3, y 4.
6.3.2 Resistencia mecánica Tabla 7 -
DN,
de resistencia mecánica - Valores
a la ruptura
Armadura Tipo - 1
Tipo - 2
Tipo - 1
600
4,64
6,28
88
700
4,92
6,64
98
800
5,34
7,16
112
900
5,93
1 000
6,58
8,97
1 200
7,80
10,73
Tipo - 2 106
147 162
142
176 219
NOTAS El mandante puede solicitar resistencias mecánicas superiores a las indicadas para las cargas de la rotura y de de común acuerdo con el fabricante.
2| Las cuantías Anexo A. 3)
se calculan utilizando el método a la ruptura para las condiciones señaladas en el cálculos
condiciones y metodologías diferentes se deben justificar técnicamente.
A valores equivalentes a 0,75 del señalado, el elemento no debe presentar fisuras superiores a 0,254 mm. Se puede utilizar doble malla en lugar de malla el de los requisitos de esta norma.
siempre que exista el cálculo estructural que avale
5] En Figura 5 se presentan las posibles disposiciones de la armadura circunferencial.
6.3.3 Máximo de adición de agua Tabla 3 - Máximo de adición de agua
DN, mm
8
a
Tipo - 1 y Tipo - 2
600
300
700
330
800
360
900
400
000
440
1 200
520
6.3.4 Armaduras 6.3.4.1 Las armaduras deben llevar un recubrimiento de hormigón de 25 ± 3
La forma elíptica de las armaduras debe corresponder a aquella elipse de excentricidad que permitan dimensiones de los tubos los recubrimientos señalados, siendo su eje mayor horizontal. Las armaduras deben mantener su posición y no sufrir deformación durante la fabricación del tubo. Para el caso de la armadura longitudinal, la cuantía del acero utilizado debe ser como mínimo 2 por 1 000 en su sección. 6.3.4.2 Si los empalmes no son soldados, la armadura debe ser sobrepuesta a no menos de 20 diámetros para barras deformadas y alambres deformados en frío; y 40 diámetros para barras lisas y alambres trefilados en frío. Además, cuando la malla sobrepuesta, fabricada de alambre soldado, sea usada sin soldar, el traslape debe contener un alambre longitudinal.
NOTA - Los empalmes se deben ubicar en zonas de
tracción.
6.3.4.3 Cuando los empalmes sean soldados
no estén sobrepuestos al mínimo arriba requerido, en las pruebas de tracción realizadas de muestras representativas, se debe desarrollar al menos el 50% de la resistencia mínima especificada para el acero, y se debe utilizar un traslape mínimo de 50 mm. Para los empalmes con extremos soldados en barras o alambre, de mallas en forma helicoidal, los resultados de las pruebas de tracción que se hagan en muestras representativas deben ser al menos 75% de la resistencia mínima especificada para el acero.
6.3.5 Armadura en las uniones 6.3.5.1 El largo de la juntura, significa la longitud interna de la campana o la longitud de la espiga, medida desde el hombro hasta el final de la sección del tubo.
6.3.5.2 Para tubos de diámetros de 300 mm y superiores, el extremo de la campana debe tener armadura circunferencial. Esta armadura es una extensión de la malla externa o una malla de la pared, tomando la que sea menor, o puede ser una malla independiente al menos de misma cuantía con armaduras longitudinales. Si se utiliza una malla independiente, ésta se debe extender dentro del tubo con último anillo circunferencial al menos a 25 pasado el hombro interior, donde el cuerpo del tubo se une a la campana de la unión.
6.4 Uniones y sellado de uniones 6.4.1 Las uniones de los tubos pueden ser rígidas o flexibles, y se deben diseñar de tal forma que cuando las partes sean unidas formen una línea continua de tubos, de sección interior constante, libre de irregularidades en la línea de flujo. 6.4.2 Cuando se desee efectuar juntas flexibles, se puede adoptar uniones de sección circular o de otras formas geométricas y dimensiones que aseguren la estanquidad de la unión, como por ejemplo DIN 4032, capítulo (ver Anexo
6.4.2.1 Unión flexible. Para los tubos de unión flexible en uso de alcantarillado de aguas servidas, la goma utilizada como sello debe cumplir con norma ASTM C443 [M], a excepción de las presiones de prueba en las uniones, las que deben cumplir con 6.4.2.2.
6.4.2.2 Estanquidad de las uniones. Para
prueba de estanquidad se requiere un sistema que permita la unión de dos o más tubos, y sus respectivas, realizada según NCh185. Durante el ensayo no se deben observar filtraciones.
7 Reparaciones Si es necesario se pueden reparar las imperfecciones de fabricación de los tubos o los daños producidos durante la manipulación y se aceptan si, en opinión del comprador, reparación cumple las especificaciones de esta norma. El tipo de reparación debe ser definida y especificada por el fabricante y aceptada por el comprador.
8 Certificación 8.1 Si así lo exigiese el comprador y/o la Autoridad Competente, e fabricante o distribuidor debe proporcionar una Certificación de Conformidad del tubo de hormigón que se suministre. La Certificación de Conformidad debe ser realizada por un organismo que sea reconocido para tal efecto por la Autoridad Competente. 8.2 El modelo de certificación debe ser de común acuerdo entre el comprador y el fabricante; a modo de guía se señalan en Anexo C tres modelos de certificación.
9 Ensayos Los ensayos se deben efectuar de acuerdo con NCh185.
10 Marcado del producto 10.1 La siguiente información debe ser marcada y legible en cada tubo:
10.1.1 Cíase del tubo y la designación especificada.
10.1.2 Fecha defabricación. Nombre o marca comercial del fabricante, e
Identificación de la planta.
10
10.2 En cada tubo con armadura elíptica, se debe claramente la posición del eje menor de la elíptica o a lo largo del eje vertical de la armadura cuadrante durante el proceso de fabricación o inmediatamente después, sobre la parte interna externa de la pared en uno de los extremos, indicando la posición final del tubo. 10.3 Las marcas se deben indentar en la sección de pared del tubo o se deben pintar con pintura a prueba de agua. Figuras
en
1 -
del tubo
11
en
a) Campana y espiga
y
-
figuras
no
una
un
de las
2 - Esquemas de uniones en tubas de A
12
y
en
a)
y
b) Muesca y ranura
NOTA
-
una no
Figura B -
de las
especificar
y
tíeterminaca
en Clase B
13
a) Circular
b)
-
una
Figura 4 -
14
de
las determinada.
de
y
a)
Malla circular
Figura 5 -
armaduras
15
Anexo A
(Informativo) Condiciones de cálculo estructural para tubos de hormigón armado base plana
Alcance
En el presente anexo se indican condiciones para el cálculo estructural de los tubos de hormigón armado base plana con las que se calcularon las cuantías de Tabla 7 del cuerpo de la norma. Condiciones de cálculo estructural
1) La carga total admisible sobre el tubo se determina según el método de Marston, para la condición de terraplén en positiva, para alturas sobre ¡a clave de 6 y 8 m, de tubo s tipo y tipo 2 respectivamente. 2) La solicitación generada por el paso de vehículos, según norma camión tipo HS 20, con impacto incluido.
3) Coeficiente de seguridad 4) Material de relleno suelo corriente 5} Factor de asentamiento
arena) con densidad 1 900
= 0,5.
6) Altura de relleno mínimo de 0,30 m sobre la clave.
1.6
Figuras
superior
de arena a
perturbado a
Proyección positiva
Nivel
terreno natural
perturbada
s _
Cana de arena o
3d negativa
Figura A.1 -
de tubos de
tieí terraplén
de
17
Anexo B
(Informativo) Verificación estructural de tubos
Introducción
Los tubos al ser quedan sometidos a esfuerzos por peso del terreno y a eventuales cargas por tránsito La magnitud de las cargas y esfuerzos a que es sometido un tubo, es influenciada por una serie de factores los que se destacan: Condiciones de instalación Ancho de zanja Profundidad de la zanja Diámetro y material del tubo Características geo técnicas del suelo Relleno de la zanja Tipo de tránsito vehicular Peso propio y del fluido a transportar Sobrecargas fijas y móviles Reacciones de apoyo Movimiento sísmico
B.1 Cálculo estructural de
rígidos
A continuación se resume el método desarrollado en para el cálculo estructural de tubos Dicha metodología se entrega como informativa y es a los tubos prefabricados de hormigón, tanto corrientes como de alta resistencia y armadas (redondas y de base plana). Principales condiciones de instalación del tubo: Condición de zanja. Ver Figura Condición de terraplén con proyección positiva. Ver Figura Condición de terraplén con proyección negativa. Ver Figura
Instalación del tubo en condición de zanja (caso 1)
Es la forma más usual de tendido de tubo. El tubo se instala en una zanja excavada en suelo no perturbado y luego se recubre en material de relleno el nivel de terreno natural. La carga que toma el tubo debido al relleno se evalúa según Marston, a través de la expresión siguiente:
en que: carga absorbida por el tubo, en = coeficiente tabulado
Figura 3
= peso específico del relleno, en kg/m ; = ancho de la zanja a nivel de clave del tubo, en Ver además Figura
El coeficiente
del ancho de zanja
es función de los coeficientes de fricción interna del material de
relleno
además de depender de la altura de relleno H y
la pared de la zanja, y de la razón entre la presión activa lateral y vertical
según fórmula de Rankine. Valores para
se pueden encontrar en Figura B.4 para
diversos tipos de suelos.
B.1.3 Instalación de tubo en condición de terraplén con proyección positiva (caso 2}
La carga que toma el tubo debido al terraplén tiene como expresión: =
x
w
x
en que: =
carga absorbida por el tubo, en kg/ml;
C
=
coeficiente tabulado (ver Figura
w
=
peso específico del relleno, en
=
diámetro exterior del tubo, en m.
Esta condición, denominada caso (2), está ilustrada en Figura El coeficiente se presenta en Figura B.5 y es función de la razón de proyección p sobre el terreno natural y del módulo de asentamiento En Tabla de Figura B.5 están indicados los valores de para diversos tipos de suelo.
Instalación de tubo en condición de terraplén con proyección negativa (caso 3) Este es un tipo especial de tendido de tubo que es una combinación de las condiciones de y de terraplén antes descritos. El tubo va inserto en una zanja angosta, tal que su clave quede bajo el nivel del terreno natural, que luego se recubre hasta una altura superior a dicho nivel. En Figura se visualiza esta condición, que se ha denominado caso La carga que actúa sobre el tubo tiene como expresión:
x
x
en que:
= carga absorbida por el tubo, en
w
=
coeficiente tabulado
Figura
=
peso específico del relleno, en kg/m ;
3
ancho de la zanja excavada bajo terreno natural, en m. Tal como en el caso anterior, el valor de coeficiente proyección p y del módulo de asentamiento Los valores de
y
coeficiente
es función de la razón de
que en estos casos tiene valores negativos.
se encuentran en Figura
Factor de carga El factor de carga se define como la razón entre la capacidad resistente del tubo en las condiciones de instalación o de trabajo, y su capacidad resistente bajo las condiciones determinadas en los ensayos de laboratorio. El factor de carga para los tubos de base plana son los que se indican a continuación dependiendo de las condiciones de
20
Tabla
Factores de carga
para tubos base plana - Condición de terraplén -
p = 0,7
p=
positiva
p= 0 proyec.
P = 0,3
p = 0 - 0.5
nula
H 0,3
0.7
0,3
0,65
0,3
0,7
0,2
0,5
0,3
0,7
0,3
0,7
B c
=0
p=0
0,35
=0
p =0
0,10
0,20
0,5
4,60
4,32
4,32
3,45
3,25
3,24
2,62
2,55
2,55
2,32
2,31
2,31
1,0
3,67
3,24
3,24
3,02
2,80
2,80
2.51
2,42
2,42
2,31
2,29
2,29
1,5
3,40
2,89
2,89
2,90
2,62
2,62
2,47
2,35
2,35
2,30
2,28
2,28
2,0
3,28
2,84
2,84
2,85
2,59
2,59
2,45
2,34
2,32
2,30
2,28
2,28
3,0
3,16
2,78
2,67
2,80
2,56
2,49
2,44
2,33
2,30
2,30
2,28
2,27
5,0
3,09
2,73
2,63
2,43
2,32
2,30
2,30
10,0
3,03
2,70
2,62
2,73
2,52
2,47
2,42
2,31
2,29
2,30
2,28
2,27
3,00
2,69
2,61
2,72
2,51
2,46
2,42
2,31
2,29
2,30
2,28
2,27
2,54
= valor P °
2,20
2,27
De a ese desarrollo, para tubo inserto en zanja (caso 1) o sub-zanja con proyección negativa 3), el factor de carga tiene un valor de diseño de En tubo en condición de terraplén con proyección positiva, este valor mejora un tanto debido a la acción de la presión lateral en los costados del tubo. Estos valores se presentan en Tabla
vehiculares Se adopta la fórmula de Boussinesq para la determinación de las cargas vehiculares, las cuales están dadas por la fórmula siguiente: =
P
D x p
en que: = carga vertical por paso de vehículos, en kg/m;
= factor de carga (ver Figura D
=
diámetro exterior del tubo, en m;
P
=
factor de impacto: a) 1 +
para calles y autopistas;
b} 1 +
para cruces de ferrocarril.
21
Factor de seguridad Para todos los tubos indicados en esta norma se emplea, para efecto de diseño, un factor de seguridad 1,5. El coeficiente de seguridad es suficiente cuando los cálculos estimativos son bastante seguros y corresponden efectivamente a las condiciones de instalación. Se calcula de acuerdo a la expresión siguiente: CR N x L F.S. =
CT + CV
en que:
CRN
=
carga de ruptura por normas;
= factor de carga;
22
CT
= carga de tierra;
CV
=
cargas vehiculares.
Figuras
La
a aquella
Figura B.1 -
XA
1:
2:
carga dg
de
A
A
•\
x x /
-
dé la
de
natural
positiva
23
184/1
terraplén
Figura S.3 - Caso
24
de terraplén,
negativa
20
10
25
5
6
7
9
1C
30
25
2C
10 9
10
9 a 7 6
2
15
cd para Cd para K C= Cd K
=
D= Cd
=
rateriales
0,192 0,165
y o
Cd para K Figura
de agua) compresibles)
0,150
K
s;n
de -
Cd para
(Casa 1)
25
p=
O
1
9
10
12
p, p'=
B.5 -
y Cn
26
para para condición de terraplén
de
con
2) negativa (Caso 3)
6 m
6 m
LT y HT 26
rueda para rueda
kN LT 3
LT 6
12
HT 26
26
HT
HT HT 45
2
6
LT 12
kN 1
2 2
2 3
30 38
63,7
73,6
HT 60
2 & 5 6
7
500
000 SOC OOC 250
10 000
9.8 63,7
49,0
98,1
1 000
2 000
4 000 6
S 000
6 500 7 500 000
19
5 O
p
Figura B,6 -
nivel de la
tubo
de carga Pr para cargas
27
Anexo C
(Informativo) Traducción de norma DIN 4032 Tubos de hormigón DN 250 a DN con campana
C.1 Para la unión de tubos con campana y anillos de goma circulares las dimensiones presentadas en el cuerpo de esta norma son recomendados como valores mínimos. Para tubos de hormigón con sección ovalada éstas se aplican al diámetro Las medidas de las dimensiones separación t (gap) de la campana.
y
se usan para determinar el ancho de
La dimensión es el diámetro interno de la campana en el área de contacto con el anillo de goma o a la mitad de la profundidad de la campana. La dimensión es el diámetro externo de la espiga en el área de contacto con el anillo de goma o a la mitad de la espiga. Tabla C.1 - Profundidad P y espesor de pared de la campana para la Figura C.1 Dimensiones en milímetros DN
P
DN
P
60
30
800
90
85
60
35
900
100
95
200
60
40
1 000
100
250
60
45
1
100
100
300
80
50
1 200
100
400
80
55
1 300
500
90
60
1 400
1 10
600
90
70
1 500
110
700
90
80
115
140
El hecho de que las dimensiones de las uniones de no estén significa que los tubos de diferentes fabricantes aquellos hechos en distintos procesos, normalmente no pueden ser entre si.
28
Figura
-
29
Tabla
- Variaciones permisibles de t para uso con anillos de goma es Dimensiones en t
permisible
7
± 1,5
8
± 1,7
9
± 1,9
10 12 14 16 18
NOTAS
t se calcula como el promedio de los valores límites como se indica a continuación: 2) Valores intermedios se pueden interpolar linealmente.
30
Anexo D
(Informativo) Modelos de certificación
D.1 Alcance
En el presente anexo se presentan a modo de información, consultar el documento Modelos de Certificación IS O/C AS CO .
tres modelos de certificación. Para Certificación de Conformidad -
Certificación de tipo
Proceso mediante el un fabricante o su representante presenta un tipo de tubo a un organismo de certificación o de ensayo, para verificar el cumplimiento de todos los requisitos especificados en la presente norma. Certificación de lotes
Para efectos de la verificación de las características de calidad, se considera lote de inspección, el conjunto de tubos de hormigón del mismo diseño, dimensión nominal y clase que se someten a inspección como un conjunto unitario. El organismo certificador debe elegir, al azar del lote presentado a inspección la muestra correspondiente y someterlos a las pruebas y criterios de aceptación señalados en esta norma. Para la aceptación o rechazo de los lotes se siguen los criterios indicados en NCh44, según acuerdo entre fabricante y comprador. Marca de conformidad
Si la certificación se realiza por Marca de Conformidad (conocida también como control permanente de producción), el convenio suscrito entre el Organismo de Certificación y el fabricante debe estar basado en el cumplimiento pleno de todos los requisitos que se establecen la presente norma. D.4.2 Los productos deben llevar en algún lugar visible, la marca o Organismo de Certificación.
de aprobación del
31
