AWWA D103-97. Tanques de depósitos atornillados recubiertos en fábrica para almacenamiento de agua
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American Water Works Association ANSI/AWWA D103-97 (Revisión de ANSI/AWWA D103-87)
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NORMA AWWA PARA
TANQUES DEPÓSITOS ATORNILLADOS RECUBIERTOS EN FÁBRICA PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA
Fecha de aplicación: 1 de febrero de 1988. Primera edición aprobada por el Consejo de Directores AWWA: 28 de enero de 1980. Esta edición aprobada: 15 de junio de 1997. Aprobada por el Instituto Americano de Normas Nacionales (American National Standards Institute) el 1 de diciembre de 1997.
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6666 West Quincy Avenue, Denver, Colorado 80235
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Norma AWWA Este documento es un estándar de la American Water Works Association (AWWA). No es una especificación. Los estándares (o normas) AWWA describen los requerimientos mínimos y no contienen toda la información de ingeniería y administración normalmente contenida en especificaciones. Las normas AWWA usualmente contienen opciones que deben ser evaluadas por el usuario de la norma. Mientras no quede especificada cada opción por el usuario, el producto o el servicio no esta plenamente definido. La publicación de una norma AWWA no constituye aval de ningun producto ni tipo de producto, como tampoco la AWWA prueba, certifica ni aprueba ningun producto. El empleo de las normas AWWA es enteramente voluntario. Las normas AWWA tienen la intención de representar un consenso de la industria del agua que el producto descrito podrá proporcionar un servicio satisfactorio. Cuando la AWWA revisa o retira esta norma, se colocará un aviso de acción oficial en la primera plana de la sección de anuncios clasificados de la publicación Journal AWWA. Esta acción se vuelve efectiva el primer dia del mes siguiente al mes de publicación del aviso oficial en el Journal AWWA.
Norma Nacional Americana Una Norma Nacional Americana implica un consenso de los sustancialmente involucrados con sus alcances y contenido. Una Norma Nacional Americana tiene la intención de servir de guía para el fabricante, el consumidor y el público en general. La existencia de una Norma Nacional Americana de ninguna manera precluye a nadie, habiendo éste aprobado o no la norma, de la fabricación, venta, compra o utilización de productos, procesos o procedimientos que no conforman con la norma. Las Normas Nacionales Americanas estan sujetas a revisiones periódicas, y se le recomienda al usuario procurar las ediciones más recientes. A los productores de bienes fabricados de conformidad con alguna Norma Nacional Americana se les recomienda declarar su propia responsabilidad en los materiales de propaganda y promocionales o en etiquetas o marbetes que tales bienes se producen de conformidad con norma particular de Normas Nacionales Americanas. AVISO DE PRECAUCIÓN: La fecha de aprobación del Instituto Americana de Normas Nacionales (ANSI) que aparece en la portada de esta norma indica la terminación del procedimiento de aprobación del ANSI. Esta Norma Nacional Americana puede ser revisada o retirada en cualquier momento. Los procedimientos del ANSI requieren que se tome acción para reafirmar, revisar o retirar esta norma a no más de cinco años a partir de la fecha de su publicación. Adquirientes de Normas Nacionales Americanas pueden recibir información actualizada acerca de todas las normas, llamando o escribiendo al American National Standards Institute, 11 W. 42nd. St., New York, NY 10036; (212)642-4900.
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Personal del Comité El Grupo de Trabajo D103 que desarrolló esta norma, en ese tiempo estaba constituido por el siguiente personal: Francis Grillot Jr., Presidente Miembro de Consumidores A.J.Hamlett Jr., Tulsa Public Works Department, Tulsa, Okla.
(AWWA)
Miembro de Interés General J.E. Rudina, AEC Engineering, Minneapolis, Minn.
(AWWA)
Miembros Fabricantes N.C.Bailey, Conservatek Industries, Conroe, Texas R.W.Cooper, Columbian Steel Tank Company, Kansas City, Kan. John Farris, Peabody TecTank Inc., Parsons, Kan. R.V. Field, A.O. Smith Engineered Storage Products Company, DeKalb, Ill. Francis Grillot Jr., Temcor, Carson, Calif. G.C.Margolf, Temcor, Carson, Calif. D.A. Turner, Peabody TecTank Inc., Parsons, Kan. L.D. Scott, Trustco Tank Inc., San Luis Obispo, Calif. Mark Workman, Columbian Steel Tank Company, Kansas City, Kan.
(AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA) (AWWA)
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NORMA AWWA PARA
TANQUES DE ACERO ATORNILLADOS RECUBIERTOS EN FÁBRICA PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA _____________________________________________________________________________
SECCIÓN 1: GENERALES _____________________________________________________________________________ Sección 1.1 Alcances El propósito de esta norma es el de facilitar la fabricación, instalación u obtención de tanques de acero cilíndricos atornillados para el almacenamiento de agua. 1.1.1 Techos de los tanques. Todo tanque conteniendo agua potable deberá tener techo. Tanques que almacenan agua no potable pueden construirse sin techo. 1.1.2 Descripción de la obra. Los trabajos a efectuarse por las partes para dar cumplimiento a las actividades descritas en esta norma se indican a continuación: 1. Constructor de la base: Seccion 2, Materiales. Ver Sección 2.3 para acero de refuerzo de la base. Sección 11, Diseño y Construcción de Bases. El constructor o el comprador es el responsable de la construcción de la base. 2. Fabricante: Sección 2, Materiales (salvo lo indicado en el ·1, arriba). Sección 3, Diseño General. Sección 4, Tamaños de Columnas de Agua y de Tanques Depósitos. Sección 5, Accesorios para Columnas de Agua y Tanques Depósitos. Sección 6, Soldadura. Sección 7, Fabricación en Taller. Sección 9, Inspección y Pruebas. Ver Sección 9.1 respecto a inspección en taller. Sección 10, Recubrimientos (salvo lo indicado en ·3). Sección 12, Diseño Sísmico de Tanques de Fondo Plano para Almacenamiento de Agua. 3. Constructor del tanque: Sección 6, Soldadura. (para aplicación en el campo únicamente después de la aceptación previa por el fabricante y el comprador). Sección 8, Montaje. Sección 9, Inspección y Pruebas (excepto lo indicado en el punto 2). iv Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
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TANQUES DE ACERO ATORNILLADOS RECUBIERTOS EN FÁBRICA PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA _____________________________________________________________________________
SECCIÓN 1: GENERALES _____________________________________________________________________________ Sección 1.1 Alcances El propósito de esta norma es el de facilitar la fabricación, instalación u obtención de tanques de acero cilíndricos atornillados para el almacenamiento de agua. 1.1.3 Techos de los tanques. Todo tanque conteniendo agua potable deberá tener techo. Tanques que almacenan agua no potable pueden construirse sin techo. 1.1.4 Descripción de la obra. Los trabajos a efectuarse por las partes para dar cumplimiento a las actividades descritas en esta norma se indican a continuación: 4. Constructor de la base: Seccion 2, Materiales. Ver Sección 2.3 para acero de refuerzo de la base. Sección 11, Diseño y Construcción de Bases. El constructor o el comprador es el responsable de la construcción de la base. 5. Fabricante: Sección 2, Materiales (salvo lo indicado en el ·1, arriba). Sección 3, Diseño General. Sección 4, Tamaños de Columnas de Agua y de Tanques Depósitos. Sección 5, Accesorios para Columnas de Agua y Tanques Depósitos. Sección 6, Soldadura. Sección 7, Fabricación en Taller. Sección 9, Inspección y Pruebas. Ver Sección 9.1 respecto a inspección en taller. Sección 10, Recubrimientos (salvo lo indicado en ·3). Sección 12, Diseño Sísmico de Tanques de Fondo Plano para Almacenamiento de Agua. 6. Constructor del tanque: Sección 6, Soldadura. (para aplicación en el campo únicamente después de la aceptación previa por el fabricante y el comprador). Sección 8, Montaje. Sección 9, Inspección y Pruebas (excepto lo indicado en el punto 2). Asociación Americana de Agua Potable y Alcantarillado (American Water Works Association) v Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
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NORMA AWWA PARA
TANQUES DE ACERO ATORNILLADOS RECUBIERTOS EN FÁBRICA PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA _____________________________________________________________________________
SECCIÓN 1: GENERALES _____________________________________________________________________________ Sección 1.1 Alcances El propósito de esta norma es el de facilitar la fabricación, instalación u obtención de tanques de acero cilíndricos atornillados para el almacenamiento de agua. 1.1.5 Techos de los tanques. Todo tanque conteniendo agua potable deberá tener techo. Tanques que almacenan agua no potable pueden construirse sin techo. 1.1.6 Descripción de la obra. Los trabajos a efectuarse por las partes para dar cumplimiento a las actividades descritas en esta norma se indican a continuación: 7. Constructor de la base: Seccion 2, Materiales. Ver Sección 2.3 para acero de refuerzo de la base. Sección 11, Diseño y Construcción de Bases. El constructor o el comprador es el responsable de la construcción de la base. 8. Fabricante: Sección 2, Materiales (salvo lo indicado en el ·1, arriba). Sección 3, Diseño General. Sección 4, Tamaños de Columnas de Agua y de Tanques Depósitos. Sección 5, Accesorios para Columnas de Agua y Tanques Depósitos. Sección 6, Soldadura. Sección 7, Fabricación en Taller. Sección 9, Inspección y Pruebas. Ver Sección 9.1 respecto a inspección en taller. Sección 10, Recubrimientos (salvo lo indicado en ·3). Sección 12, Diseño Sísmico de Tanques de Fondo Plano para Almacenamiento de Agua. 9. Constructor del tanque: Sección 6, Soldadura. (para aplicación en el campo únicamente después de la aceptación previa por el fabricante y el comprador). Sección 8, Montaje. Sección 9, Inspección y Pruebas (excepto lo indicado en el punto 2). Sección 10, Recubrimientos. Ver Sección 10.2 respecto a reparaciones del Recubrimiento a efectuarse en el campo. vi Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
1.1.7
1.1.8
Asuntos no tratados. Esta norma no abarca todos los detalles de diseño y construcción debido a la gran variedad de tamaños y formas de los tanques. Donde no se dan detalles para algún diseño específico, el fabricante, sujeto a la aprobación del comprador, proporcionará los detalles que se diseñan y construyen serán tan adecuados y tan seguros como los de otra manera serían proporcionados según esta norma. Requerimientos locales. Esta norma no tiene el propósito de abarcar tanques depósitos montado en lugares sujetos a reglamentos más estrictos que los requerimientos contenidos en esta norma. En tales casos, esta norma debe seguirse con las compras hechas bajo el contenido de esta norma, en cuanto no surjan conflictos con los requerimientos locales. En donde existan requerimientos locales, municipales, o estatales más estrictos, tales requerimientos prevalecerán, y esta norma será interpretada como un complemento a los mismos.
Sección 1.2 Definiciones. Las siguientes definiciones serán aplicadas en esta norma: 1.2.1 Capacidad: El volumen neto que puede ser retirado de un tanque llenado justo a su nivel de capacidad máxima superior y vaciado hasta el nivel de capacidad de fondo. El nivel de capacidad de fondo, si no se especifica de otra manera por el comprador, será el nivel del agua dentro del cuerpo del tanque al descargar el tanque mediante la tubería de descarga especificada. 1.2.2 Constructor: La parte que suministra la mano de obra y los materiales para colocación o instalación. 1.2.3 Fabricante: La parte que manufactura, fabrica o produce materiales o productos. 1.2.4 Comprador: La persona, empresa u organización que compra materiales o trabajos a efectuarse. 1.2.5 Tanque depósito: Un tanque cilíndrico de fondo plano que tiene una altura de cuerpo igual o menor a su diámetro. 1.2.6 Columna de agua: Un tanque cilíndrico de fondo plano que tiene una altura de cuerpo mayor a su diámetro. 1.2.7 Tanque: Una columna de agua o un tanque depósito utilizado para almacenar agua. Sección 1.3 Responsabilidades de las Partes 1.3.1
1.3.2
Responsabilidades del fabricante. El fabricante suministrará una estructura libre de materiales defectuosos, incluyendo los recubrimientos. Esta responsabilidad será efectiva durante un período de un año a partir de la fecha de terminación pero no más de 14 meses después de la fecha de entrega. Todo material que se demuestre defectuoso dentro de este tiempo será reemplazado o reparado por el fabricante. Responsabilidad del constructor. El constructor montará la estructura libre de defectos en la mano de obra. Esta responsabilidad será efectiva por un período de 12 meses a partir de la fecha de aceptación pero no más de 12 meses a partir de la fecha de la terminación de la instalación por el constructor. Cualquier deficiencia en la mano de obra encontrada dentro de estos períodos será reparada por el constructor. vii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
1.3.3
Inspección y reparación del tanque. El comprador debe proporcionar al constructor y al fabricante con la oportunidad de inspeccionar y reparar el tanque, de requerirse, dentro de los períodos de responsabilidad enumerados en la Sección 1.3.1 y 1.3.2. El incumplimiento del comprador para dar una oportunidad de inspeccionar dentro de estos períodos relevará al constructor y al fabricante de responsabilidad a menos que se acuerdo lo contrario.
Sección 1.4 Dibujos a Suministrarse Después de recibir el contrato, el fabricante preparará la distribución de anclaje, cuando es aplicable, y dibujos de ensamble, los cuales deben entregarse al comprador para su aprobación a menos que se acuerde no hacerlo, antes de proceder a cualquier fabricación. De ser requerido por el comprador, se deben referenciar en los dibujos los detalles de todas las uniones atornilladas y soldadas. Sección 1.5 Referencias Esta norma hace referencia con los documentos siguientes. En sus ediciones más recientes, forman una parte de esta norma hasta donde se especifica en la norma. En cualquier caso de conflicto, prevalecerán los requerimientos de esta norma. AA 1 SPC – Standards for Aluminum Sand and Permanent Mold Castings (Normas para Colados de Aluminio en Moldes de Arena y Permanentes). AA SAS – Specifications for Aluminum Structures (Sec. 1) (Especificaciones para Estructuras de Aluminio, Sección 1). AAMA 2 605 – Voluntary Specifications for High Performance Organic Coatings on Architectual Extrusions and Panels (Especificaciones Voluntarias para Recubrimietos Orgánicos de Alto Rendimiento en Extrusiones y Tableros Arquitectónicos). ACI 3 301 – Standard Specification for Structural Concrete (Especificaciones de Norma para Concreto Estructural). ACI 318 – Building Code Requirements for Structural Concrete (Requerimientos del Código de Construcciones para Concreto Estructural). AISC 4 ASD – Specifications for Structural Steel Buildings – Allowable Stress Design (Especificaciones para Edificios de Acero Estructural –Esfuerzos Permisibles de Diseño). AISI 5 1010 – Carbon Steel: Plates; Structural Shapes; Rolled Floor Plates; Steel Sheet Piling (Placas de Acero al Carbón; Perfiles Estructurales; Placas Roladas para Pisos; Placas de Acero para Pilotes)
1
Aluminum Association, 818 Connecticut Ave., Washington, D.C 20006
2
Architectural Aluminum Manufacturers Association, 35 E. Wacker Dr., Chicago, IL 60601
3
American Concrete Institute, Box 19150, Redford Station, Detroit, MI 48219
4
5
American Institute of Steel Construction, One E. Wacker Dr., Ste. 3100, Chicago, IL 60601-2001 American Iron and Steel Institute, 1101 17th. St. N.W., Washington. DC 20036 viii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
AISI SG-673 Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (Especificaciones para el Diseño de Miembros de Acero Estructural Formado en Frío). ANSI 6 /ASTM 7 A6 Standard Specification for General Requirements for Rolled Steel Bars, Plates, Shapes, and Sheet Piling (Especificaciones de Norma de Requerimientos Generales para Barras, Placas, Perfiles y Hojas para Pilotes de Acero Rolado). ANSI/ASTM A36 Standard Specification for Carbon Structural Steel (Norma de Especificaciones de Acero al Carbón Estructural). ANSI/ASTM A53 Standard Specification for Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless (Norma de Especificaciones para Tuberías de Acero, Negras y Galvanizadas por Inmersión, Soldada y Sin Costura). ANSI/ASTM A181 Standard Specification for Carbon Steel for Forgings, for General-Purpose Piping (Especificaciones de Norma de Acero al Carbón para Forjado, para Tubería de Servicio General). ANSI/ A194 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High-Pressure and High-Temperature Service (Especificaciones d e Norma para Tuercas de Acero al Carbón y de Acero Aleado para Servicio de Alta Presión y de Alta Temperatura). ANSI/ASTM 216 Standard Specification for Steel Casting, Carbon, Suitable for Fusion Welding for High-Temperature Service (Norma de Especificaciones para Acero al Carbón Colado, Apropiado para Soldadura or Fusión para Servicio de Alta Temperatura). ANSI/ASTM A572 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium Structural Steel (Norma de Especificaciones para Acero Estructural de Alta Resistencia, de Baja Aleación de Columbio-Vanadio). ANDI/ASTM A607 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, High Strength, Low-Alloy, Columbium or Vanadium, or Both, Hot-Rolled and Cold-Rolled (Norma de Especificaciones para Acero, Lámina y Tira, Alta Resistencia, Baja Aleación, Columbio o Vanadio, o Ambos, Rolado en Caliente y Rolado en Frío). ANSI/ASTM A668 Standard Specification for Steel Forgings, Carbon and Alloy, for General Industrial Use (Norma de Especificaciones para Acero Forjado, al Carbón y de Aleación, para Uso Industrial General). ANSI/ASTM A715 Standard Specification for Steel Sheet and Strip, High-Strength, Low-Alloy, Hot-Rolled, with Improved Formability (Norma de Especificaciones para Acero Laminado y en Tiras, de Alta Resistencia, de Baja Aleación, Rolado en Caliente, con Formabilidad Mejorada). ANSI/AWS 8 A5.1 Specification for Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding (Norma de Especificaciones para Electrodos de Acero al Carbón para Soldadura de Metal por Arco Sumergido). ANSI/AWWA C652 Standard for Desinfection of Water-Storage Facilities (Norma para la Desinfección de Instalaciones de Almacenamiento de Agua). ANSI/AWWA D104 Standard For Automatically Controlled, Impressed-Current Cathodic Protection for the Interior of Steel Water Tanks (Norma para Protección Catódica con 6
American National Standards Institute, 11 W. 42nd. St.., New York, NY 10036
7
American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Dr., West Conshocken, PA 19428-2959
8
American Petroleum Institute, 1220 L. St. N.W. Washington, DC 20005 ix Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
Aplicación de Corriente Controlada Automáticamente para el Interior de Tanques de Acero para Agua). API 9 6A Specification for Wellhead Equipment (Especificaciones para Equipo de Cabezal de Pozos). API 12B Specification for Bolted Tanks for Storage of Production Liquids (Especificaciones para Tanques Atornillados para Almacenamiento de Líquidos de Producción). ASTM A48 Standard Specification for Gray Iron Castings (Norma de Especificaciones para Hierro Gris Colado). ASTM A123 Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coatings on Iron and Steel Products (Norma de Especificaciones para Recubrimiento de Cinc (Imersión en Caliente) en Productos de Hierro y Acero). ASTM A153 Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel Hardware (Norma de Especificaciones para Recubrimiento de Cinc (Inmersión en Caliente) de Herrajes de Hierro y Acero). ASTM A240 Standard Specification for Heat-Resisting Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels (Norma de Especificaciones de Placa, Láminas y Tiras de Acero Inoxidable de Cromo y Cromo Níquel Resistentes al Calor para Cuerpos a Presión). ASTM A283 Standard Specification for Low and Intermediate Tensile Strength Carbon Steel Plates (Norma de Especificaciones para Placas de Acero al Carbón de Resistencia Baja e Intermedia a la Tensión). ASTM A307 Standard Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60,000 psi Tensile Strength (Norma de Especificacines para Tornillos y Espárragos de Acero al Carbón con Resistencia a la Tensión de 60,000 psi). ASTM A325 Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength (Norma de Especificaciones para Tornillos Estructurales, de Acero, con Tratamiento Térmico, con Resistencia Mínima a la Tensión de 120/105 ksi). ASTM A490 Standard Specification for Heat-Treated Steel Structural Bolt, 150 ksi Minimum Tensile Strength (Norma de Especificaciones para Tornillos Estructurales de Acero con Tratamiento Térmico, con Resistencia Mínima a la Tensión de 150 ksi). ASTM A 563 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts (Norma de Especificaciones para Tuercas de Acero al Carbón y de Aleación). ASTM A568 Standard Specification for Steel, Sheet, Carbon, and High-Strength, LowAlloy, Hot-Rolled and Cold-Rolled, General Requirements for (Norma de Especificaciones para Acero al Carbón Laminado y de Baja Aleación de Alta Resistencia, Rolado en Caliente y Rolado en Frío, Requerimientos para) ASTM A570 Standard Specification for Steel, Sheet and Strip, Carbon, Hot Rolled, Structural Quality (Norma de Especificaciones para Acero al Carbón de Calidad Estructural Laminado y en Tiras, Rolado en Caliente). ASTM B695 Standard Specification for Coatings of Zinc Mechanically Deposited on Iron and Steel (Norma de Especificaciones para Recubrimiento de Cinc Depositado Mecánicamente Sobre Hierro y Acero).
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American Welding Society, P.O. Box 351040, Miami, FL 33125 x Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
ASTM D395 Standard Test Methods for Rubber Property – Compression Set (Norma de Métodos de Prueba para una Propiedad del Hule – Deformación Permanente a la Compresión). ASTM D412 Standard Test Methods for Vulcanizad Rubber and Thermoplastic Rubbers and Thermoplastic Elastomers – Tension (Norma de Métodos de Pruebas para Hule Vulcanizado y Hules Termoplásticos y Elastómeros Termoplásticos – Tensión). ASTM D471 Standard Test Method for Rubber Property – Effect of Liquids (Norma de Método para una Propiedad de Hule – Efecto de Líquidos). ASTM D573 Standard Test Method for Rubber – Deterioration in an Air Oven (Norma de Método de Prueba para Hule – Deterioro en un Horno al Aire). ASTM D1171 Standard Test Method for Rubber Deterioration – Surface Ozone Cracking Outdoors or Chamber (Triangular Specimens) (Norma de Método de Prueba para Deterioro de Hule–Agrietado Superficial por Ozono a la Intemperie o en Cámara (Especimenes Triangularse). ASTM D1229 Standard Test Method for Rubber Property – Compression Set at Low Temperatures (Norma de Método de Prueba para una propiedad de Hule – Deformación Permanente por Compresión a Bajas Temperaturas). ASTM D1751 Standard Specification for Preformed Expansion Joint Filler for Concrete Paving and Structural Construction (Nonextruding and Resilient Bituminous Types) (Norma de Especificaciones para Rellenador Preformado para Juntas de Expansión para Pavimentación de Concreto y Construcción Estructural (Tipos No Extruíbles y Elásticos Bituminosos). ASTM D2240 Standard Test Method for Rubber Property – Durometer Hardness (Norma de Método de Prueba para Propiedad de Hule – Dureza Durométrica) ASTM D2244 Standard Test Method for Calculation of Color Differences from Instrumentally Measured Color Coordinates (Norma de Método de Prueba para Calcular Diferencias de Color a Partir de Coordenadas de Color Medidas por Instrumento). NFPA * 22 Standard for Water Tanks for Private Fire Protection (Norma para Tanques Depósitos de Agua Privados para Protección Contra Incendios). SSPC † SP8 Pickling (Baño Químico para Limpiar Metales). SSPC SP10 Joint Surface Preparation Standard Near-White Blast Cleaning (Norma de Preparación de Superficies de Unión para Limpieza a Chorro al Grado de Casi Blanco). Fed. Spec. ‡ TT-S-230 Sealing Compound: Elastomeric Type, Single Component (Compuesto de Sellado: Tipo Elastomérico de un Solo Componente). Fed. Spec. ZZ-R-765 Rubber Silicone: Low- and High-Temperature and Tear Resistant (Hule Silicón: Baja y Alta Temperatura y Resistente a Desgarres).
* † ‡
National Fire Protection Association, One Batterymarch Park, Quincy, MA 02269 Steel Structures Painting Council, 40 24th St., Ste. 600, Pittsburgh, PA 15222-4643. Federal Specifications, Superintendent of Documents, US Government Printing Office, Washington, DC 20402 xi Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
SECCIÓN 2: MATERIALES Sección 2.1 Generales Todos los materiales a incorporarse en cualquier estructura para cumplir con esta norma deben ser nuevos sin uso previo, y en condiciones de primera clase, y deben cumplir con todos los requerimientos de esta norma. Sección 2.1 Tornillos y Tornillos de Anclaje 2.2.1 Tornillos. Los tornillos para unir paneles de tanque deben conformar con los requerimientos de ASTM A307, ASTM A325, ASTM A490 o API 12B. Las tuercas para estos tornillos deben conformar con ANSI/ASTM A194 o ASTM A563. 2.2.2 Tornillos de anclaje. Los tornillos de anclaje deben conformar con los requerimientos de ANSI/ASTM A36, ASTM A307 o ANSI/ASTM A572, grado 50. Sección 2.3 Acero de Refuerzo de Base El acero de refuerzo de las bases debe cumplir con los requerimientos de ACI 318. Sección 2.4 Placas y Láminas Los materiales de placa y lámina debe ser de proceso de acero de hogar abierto, horno eléctrico o de oxígeno básico conforme a cualquiera de las siguientes especificaciones ASTM: A36; A283, grado C o D; A570, grado 30, 33, 36, 45 o 50; A572, grado 42, 50 o 60; A607, grado 50, 55 o 60; o A715, grado 50. Las placas y las láminas pueden suministrarse en base a su peso, con margen de error inferior permisible de acuerdo con la tabla de tolerancias para placas pedidas por su peso como publicado en ANSI/ASTM A6 y para láminas pedidas según lo publicado en ASTM A568. Los grados de acero que designan una cedencia de 50,000 psi o mayor no deben emplearse en tanques con diámetro de 15 pies o menos con conexión bridada formada. Sección 2.5 Perfiles Estructurales Los perfiles estructurales rolados en caliente para uso bajo el contenido de esta norma se conformarán con la AISC S335. Los materiales serán conformes con ANSI/ASTM A36 o AISI 1010. Perfiles de aluminio de una aleación adecuada para los requerimientos de carga y servicio podrán emplearse para las porciones del tanque que no entran en contacto con agua. El diseño de todos los miembros de aluminio será de acuerdo con AA SAS y con las cargas especificadas en Sección 3 de esta norma. Sección 2.6 Hierro Colados Las piezas de hierro colado serán conforme a ASTM A48, clase 30. Los colados de acero se estarán conforme a ANSI/ASTM A216, grade WCB. Colados de aluminio se conformarán con AA SPS.
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Sección 2.7 Forjados 2.7.1 Forjados a partir de materiales de placa y lámina. Los forjados a partir de materiales de placa y lámina se conformarán a los materiales de placa y lámina permitidos bajo Sección 2.4 2.7.2 Forjados a partir de materiales que no sean placas o láminas. Forjados a partir de materiales que no sean de placas o láminas deberán conformarse con ANSI/ASTM A668, clase E. 2.7.3 Bridas para tubería forjadas y roladas. Bridas para tubería forjadas y roladas se conformarán con ASTM A181, clase 60. Sección 2.8 Electrodos Electrodos de soldadura manual de arco eléctrico de metal protegido se ajustarán a los requerimientos de AWS A5.1. Los electrodos de soldadura serán de cualquier clasificación E60XX o E70XX adecuada por las características de la corriente eléctrica, la posición de soldadura y otras condiciones del uso que se pretende. Los electrodos de soldadura para otros procesos de soldaduras serán conformes a las especificaciones AWS aplicables para el metal de aportación. Sección 2.9 Tubería para Conducción de Fluidos Las tuberías de entrada, salida, derrame y otras, y todas las conexiones para uso con fluido, serán como sea especificado por el comprador. Si no se especifica la tubería de acero de otra manera, se conformará o excederá la ANSI/ASTM A53 acero al carbón o la ASTM A240 serie 300 de acero inoxidable. A menos que se especifique de otra manera, las uniones podrán ser roscadas o bridadas a elección del fabricante. Se puede utilizar tubería y conexiones de existencias de almacén si el almacén certifica de estar de acuerdo con esta norma o con las especificaciones del comprador. Sección 2.10 Empaquetaduras y Selladores El fabricante empleará empaquetaduras o selladores, o una combinación de ambos de acuerdo con los siguientes requerimientos: 2.10.1 Empaquetaduras. El material de empaquetadura tendrá la resistencia a tensión y elasticidad adecuadas para obtener un sello a prueba de fugas en todas las uniones y juntas. El material de empaque será resistente a la exposición a la intemperie y al ozono como se designa en ASTM D1171. Los requerimientos físicos se describen en la Tabla 1. 2.10.2 Selladores. Los selladores cumplirán con lo siguiente: 1. Resistencia a temperatura. El sellador se mantendrá flexible al estar en operación continua dentro de un rango de temperatura –40ºF hasta +170ºF (-40ºC hasta +76.7ºC). 2. Intemperismo. El sellador será resistente al endurecimiento y al agrietamieto. El sellador será esencialmente sólido y no contener plastisificantes o cargas que pudieran motivar encogimiento debido al intemperismo. El sellador será resistente al ozono a la luz ultravioleta.
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Tabla 1 Requerimientos físicos de materiales de empaquetadura* Material de Empaquetadura Cinta y Extruido
Descripción
Resistencia a la tensión, inicial, psi mínima, ASTM D412 1,200 psi 8.27 kPa Resistencia a la tensión después envejecimiento al horno, como por ciento de la inicial, mínima, ASTM D573 70% Resistencia a la tensión después de inmersión en agua destilada, como por ciento de la inicial, mínima, ASTM D471 60% Elongación final de longitud, inicial, por ciento de la mínima, ASTM D412 175% Elongación final de longitud después de envejecimiento al horno, como por ciento de la inicial mínima, ASTM D573 70% Dureza, Shore A, ASTM D2240 75 ± 5 Dureza, Shore A, despues de envejecimiento al horno, ASTM D573 7 Deformación retenida por compresión, como por ciento máximo de la original, después de envejecimiento al horno, ASTM D395 40% Deformación retenida por compresión a baja temperatura, como por ciento máxima de la original, ASTM D1229 60% Resistencia al desgarre, libras por pulgada 160 lb/in 28 kn/m * Las dimensiones y las tolerancias serán como se especifica por los requerimientos de los fabricantes de columnas de agua o tanques depósitos específicos.
3. 4. 5.
Resistencia química. El sellador será químicamente resistente sin extracción por el agua y no se hinchará ni degradará bajo condiciones normales de almacenamiento de agua. Especificaciones del material. El sellador será aceptable para uso en superficies con contacto con alimentos. Primarios para selladores. Algunos materiales de sellador requieren el uso de un primario sobre metal o vidrio para máxima adhesión. La mayoría de estos primarios contienen un solvente volátil. Después de la evaporación del solvente, el primario deberá de cumplir con los requerimientos de Sección 2.10.2, ítem 4.
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SECCIÓN 3: Sección 3.1
DISEÑO EN GENERAL
Tipos de Uniones 3.1.1. Uniones atornilladas. Todas las placas o láminas verticales, horizontales, cuerpo con techo y cuerpo con fondo serán atornilladas en el campo. Los orificios para los tornillos serán troquelados o taladrados en taller para ensamble en el campo. Las uniones atornilladas de placas o láminas entre el techo, cuerpo y fondo requeridas para contener agua o quedar a prueba de intemperie serán selladas con material de empaquetadura, sellador o material de empaquetadura con sellador apropiado como requerida para lograr una unión a prueba de fugas (ver Sección 2.10). 3.1.1.1. Es práctica normal que los tanques ensamblados en campo requieran alineación de ensamble. Esto es aceptable, y se seguirán los procedimientos de montaje del fabricante. 3.1.2. Uniones soldadas. Se puede emplear soldadura para unir ensambles secundarios fabricados en taller los cuales posteriormente son atornillados en su lugar en campo.
Sección 3.2
Cargas de Diseño Las siguientes cargas se considerarán en el diseño de estructuras de tanques y sus
bases. 3.2.1. Carga muerta. La carga muerta será el peso estimado de toda la construcción con sus complementos. Los pesos unitarios serán de 490 lb/ft3 (7,849.1 kg/m3) para acero y de 144 lb/ft3 (2,306.7 kg/m3) para concreto. 3.2.2. Carga por agua. La carga por agua será el peso de todo el líquido cuando se llena el tanque a su capacidad de nivel superior. El peso unitario para agua será de 62.4 lb/ft3 (1,000 kg/m3). 3.2.3. Cargas de diseño de techos. 3.2.3.1. Carga por nieve. La carga por nieve será un mínimo de 25 lb/ft2 (1,200 Pa) en la proyección horizontal del tanque para superficies con pendiente de 30o o menos respecto al horizontal. Para superficies con mayor pendiente, se debe ignorar las cargas por nieve. La carga por nieve puede reducirse cuando el tanque se ubica donde la temperatura media más baja en un día sea de +5ºF (-15ºC) o más cálida, y la experiencia local indica que se puede usar una carga menor. 3.2.3.2. La carga viva mínima de diseño de techo ser 15 lb/ft2 (720 Pa).Las placas o láminas del techo podrán flexionar entre soportes estructurales para soportar la carga. 3.2.4. Carga por viento. La presión por viento se supondrá de 30 lb/ft2 (1,400 Pa) sobre superficies planas verticales, 18 lb/ft2 (860 pa) sobre áreas proyectadas de superficies cilíndricas y 15 lb/ft2 (720Pa) sobre áreas xv Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
proyectadas de superficies cónicas y de placa de doble curva. Estos valores se basan en una velocidad de viento de 100 mph (44.7 m/segundo). Para estructuras diseñadas para velocidades de viento mayores a los 100 mph (44.7 m/segundo), todos los valores de presión unitaria anteriores deben ajustarse en proporción al cuadrado de la velocidad. Cuando se especifica una revisión por deslizamiento para un tanque no anclado, se supone un coeficiente de fricción igual a la tangente de 30 grados. La total de corte por viento ≤ W (tan 30º). Donde: W = peso total del cuerpo, fondo y techo del tanque 3.2.5. Carga sísmica. Estructuras ubicadas en zonas 1, 2A, 2B, 3 o 4 deberán diseñarse para cargas sísmicas según lo definido en la Sección 12 de esta norma (para excepciones, ver Sección 3.2.5.2). 3.2.5.1. Estructuras ubicadas en la zona 0 no requieren diseño para resistencia a terremotos. 3.2.5.2. El comprador puede especificar que el diseño para sismos no se requiere para estructuras ubicadas en la zona 1. 3.2.6. Carga de plataformas y escaleras. Se aplicará una carga vertical (y únicamente una de tal cargas en cada caso) como sigue: 1,000 lb (453.6 kg) de cada plataforma; 500 lb (226.8 kg) a cualquier área de 10 ft2 (0.93 m2) en el techo del tanque; 500 lb (226.8 kg ) de cada sección vertical de escalera. Todas las partes y conexiones estructurales será debidamente proporcionales para resistir tales cargas. La carga antes mencionada no necesita combinarse con la carga por nieve especificada en la Sección 3.2.3, pero será combinada con la carga muerta. Las placas de plataforma y del techo pueden flexionar entre soportes estructurales para soportar la carga. Sección 3.3
Criterios de Diseño Con la excepción de otros criterios específicamente proporcionados en otras partes de esta norma, el diseño estructural de toda columna de agua y tanque depósito cumplirá con lo siguiente: 1. AISI SG-671 2. AISC S335
Sección 3.4
Cuerpo del Tanque En el diseño del cuerpo del tanque, la presión hidrostática del agua en la orilla inferior de cada anillo de láminas o placas del cuerpo del tanque, se supondrá que actúa sin merma sobre el área total del anillo. 3.4.1. Espesor de pared. Cuando el esfuerzo a la tensión neta manda, el espesor de las placas del cuerpo cilíndrico donde se aplica la presión de los contenidos del tanque, será calculado según la fórmula* t=
2.6 HDSG ft ( S − d )
(Ec. 1)
Donde: xvi Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
t = espesor de placa del cuerpo, en pulgadas H = altura del líquido desde la línea de capacidad máxima a punto de derrame hasta el fondo del anillo del cuerpo en proceso de diseño, en pies D = diámetro del tanque, en pies S = espacio entre tornillos en línea perpendicular a la línea de esfuerzo, en pulgadas G = peso específico del líquido (1.0 para agua) ft = esfuerzo a la tensión admisible, en libras por pulgada cuadrada (Sección 3.5.3) d = diámetro de los barrenos para tornillos, en pulgadas 3.4.2. Fuerza a la compresión. La fuerza a la compresión admisible en cada anillo de láminas o placas bajo carga de viento o sismo combinada con la carga muerta, se determinará mediante la fórmula 2⎛ t ⎞ ⎡ ⎛ 2 ⎞⎛ t ⎞⎤ fg = 15,000 ⎜100 ⎟ x ⎢2 − ⎜ ⎟⎜100 ⎟⎥ ≤ 15,000 3⎝ R ⎠ ⎣ ⎝ 3 ⎠⎝ R ⎠⎦
(Ec. 2)
Donde: fg = la fuerza a la compresión admisible, en libras por pulgada cuadrada t = el espesor del cuerpo, en pulgadas R = el radio del cuerpo, en pulgadas 3.4.3. Fuerzas admisibles incrementadas en un tercio. Las fuerzas permisibles pueden ser incrementados en un tercio cuando son producidos por carga por viento o sísmica actuando solos o en combinación con la carga de diseño del peso muerto y el agua, a condición de que la sección requerida computada en esta base no es menor a la requerida para la carga de diseño de peso muerto y del agua sin el incremento de un tercio. *Las ecuaciones que aparecen a lo largo de esta norma actualmente son para usarse únicamente con el sistema de unidades de pulgada-libra. Los equivalentes en el sistema métrico, están siendo publicados en la siguiente actualización del presente estándar.
Sección 3.5
Uniones Atornilladas En el diseño de uniones atornilladas, el efecto de la empaquetadura y el sellador será ignorado, mientras el espesor comprimido de la empaquetadura o sellador no exceda 1/16 pulgada (1.6 mm). 3.5.1 Espaciado mínimo. La distancia de centro a centro de los tornillos no será menor de 2d, donde d es el diámetro del tornillo, en pulgadas (milímetros). La distancia entre el centro de cualquier tornillo y la orilla o empalme no será menor a 1.5d. En ningún caso la distancia centro a centro o orilla al centro no podrá ser menor a
P 0.6 Fyt xvii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
(Ec. 3)
Donde: P = fuerza transmitida por el tornillo, en libras Fy = resistencia de cedencia nominal de la lámina o placa, en libras por pulgada cuadrada t = espesor de la lámina más delgada, en pulgadas 3.5.2 3.5.3
Lînea múltiples de tornillos. Al emplear múltiples líneas de tornillos, el área de sección neta efectiva no podrá tomarse mayor al 85 por ciento del área total. Tensión en la sección neta. El esfuerzo de tensión en la sección neta de una conexión atornillada no podrá. exceder el menor de los valores determinados por las siguientes fórmulas: f t = 0.6 Fy (1.0 − 0.9r + 3rd / s ) ≤ 0.6 Fy
(Ec. 4)
o f t = 0.40 Fu
(Ec. 5)
Donde: ft = esfuerzo a la tensión permisible, en libras por pulgada cuadrada Fy = resistencia de cedencia nominal del material laminado, en libras por pulgada cuadrada r = la fuerza transmitida por el o los tornillos en la sección en cuestión, dividido entre la fuerza a la tensión en el miembro en esa sección. Si r es menos de 0.2, se puede tomar como equivalente a cero. d = el diámetro del tornillo s = el espaciado de los tornillos perpendicular a la línea de esfuerzo, en pulgadas Fu = resistencia última nominal del material laminado, en libras por pulgada cuadrada 3.5.4
Esfuerzo del asiento del orificio. El esfuerzo del asiento en el área d x t no excederá 1.35Fy. Los símbolos d y Fy se definen en la Sección 3.5.3; t es el espesor de la placa en consideración. 3.5.5 Esfuerzo cortante de los tornillos. El esfuerzo cortante de tornillos con cargas vivas y muertas no excederán el valor como se determina con la fórmula fv =
F ux 0 . 6 x 0 . 9 = 0.25 Fu 2 .2
(Ec 6)
Donde: fv = esfuerzo cortante admisible en el área afectada, sea área de esfuerzo a la tensión o el área bruta, en libras por pulgada cuadrada xviii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
Fu = esfuerzo último a la tensión del tornillo, en libras por pulgada cuadrada, que se determina mediante la fórmula Fu =
F Ats
(Ec. 6a)
Donde: F = carga de rotura del tornillo que se determina de pruebas a la tensión, en libras Ats = área de esfuerzo a la tensión como se determina con la fórmula
0.9743 ⎞ ⎛ Ats = 0.7854⎜ d − ⎟ n ⎠ ⎝
2
(Ec. 6b)
Donde: d = el diámetro nominal del tornillo, en pulgadas n = el número de hilos de rosca por pulgada 3.5.6
Tensión de los tornillos. El esfuerzo a la tensión de los tornillos, aparte de los tornillos de anclaje, no excederá el menor de lo siguiente: ft = 0.6Fy
(Ec. 7)
o ft =
Fu 2 .2
(Ec. 8)
Los símbolos de estas expresiones se definen como anteriormente en esta sección, de acuerdo a la Ec. 5. Cuando se requieren soleras de tensión en una unión con bridas a tope, se diseñarán de acuerdo con la Figura 1.
3.6
Valores de Diseño de Soldaduras 3.6.1 Uniones estructurales. Las uniones estructurales soldadas tendrán la proporción de manera que los esfuerzos en una sección a través de la garganta de la soldadura, exclusiva de refuerzos de soldadura, no excederán los siguientes porcentajes de la resistencia a la tensión permisible del material de la estructura que se une.
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Carga a la tensión – lb/in
Carga a la tensión = 9,600 t2 =
⎛ Fy ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 36,000 ⎠
t = Espesor del cuerpo (pulgadas) Fy = Cedencia nominal de acero empleado en el cuerpo (psi)
Solera de refuerzo requerido
No se requiere solera de refuerzo
Espesor del cuerpo - pulgadas
NOTA: Esta figura es aplicable únicamente a tanques con uniones de brida formada teniendo tornillos con diámetro de ½” (12.7 mm) a 2 pulgadas centro a centro sobre un círculo de 2 pulgadas (50.8 mm) mayor que el diámetro exterior del cuerpo. No se permite ningún aumento en las cargas permisibles al emplear esta figura.
Figura 1 Soleras de refuerzo ayudan a transferir cargas verticales a través de uniones horizontales. 3.6.1.1 Soldaduras de ranura. Tensión, 85 por ciento; compresión, 100 por ciento; corte, 75 por ciento. 3.6.1.2 Soldaduras de filete. Corte transversal, 65 por ciento; corte longitudinal, 50 por ciento. NOTA: El esfuerzo en una soldadura en filete deberá considerarse como esfuerzo cortante, para cualquier dirección de la carga aplicada. La garganta de una soldadura de filete se supondrá como 0.707 veces la longitud de la pierna más corta de la soldadura de filete que tiene un perfil plano o ligeramente convexo. xx Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
Sección 3.7 Vigas Superiores e Intermedias (Cerchas) del Cuerpo 3.7.1 Viga superior. Un tanque sin techo deberá tener una viga o ángulo superior con módulo de sección mínimo según la fórmula S=
HD 2 ⎛ V ⎞ 2 ⎜ ⎟ 10,000 ⎝ 100 ⎠
(Ec. 9)
Donde: S = módulo de sección mínimo requerido, en pulgadas cúbicas, del ángulo o viga superior, incluyendo una porción del cuerpo del tanque por la distancia permisible por debajo según se especifica en el párrafo de introducción de la Sección 3.3, y de ser aplicable arriba, la fijación del anillo al cuerpo H = la altura de la porción cilíndrica del cuerpo del tanque, en pies D = el diámetro del tanque, en pies V = la velocidad del viento, mayor de las 100 mph 3.7.1.1 La pierna vertical total de la viga o ángulo superior puede emplearse en los cálculos, siempre que el ancho de la pierna vertical no exceda las relaciones del ancho-espesor expuestas en la Sección 3.3. 3.7.2 Vigas intermedias. La fórmula siguiente deberá usarse para determinar si se requieren vigas intermedias entre el techo o la viga superior y el fondo: h=
10.625(10) 6 t
(Ec. 10)
P ( D / t ) 1 .5
Donde: h = distancia vertical entre la viga intermedia de viento y el ángulo superior del cuerpo o la viga superior de viento de un tanque sin techo, en pies P = presión del viento, en libras por pié cuadrado. Se supondrá que este es de 18 a menos que la velocidad del viento sea especificada mayor de 100 mph, en cuyo caso ⎛ velocidad .del.viento, en.mph ⎞ P = 18⎜ ⎟ 100 ⎠ ⎝
2
(Ec. 10a)
Donde: 3.7.2.1
D = el diámetro del tanque, en pies t = el espesor promedio del cuerpo de la distancia vertical, en pulgadas Al determinar la altura máxima de un cuerpo no reforzado, se hará un cálculo inicial utilizando el espesor del anillo superior. Los cálculos adicionales se harán empleando el espesor promedio obtenido incluyendo una parte o todo del siguiente o anillo o anillos, hasta que el valor calculado de h sea igual a o menor de que la altura del cuerpo utilizado al determinar el espesor promedio. Si h sigue resultando mayor que la altura del cuerpo que se emplea para determinar el espesor promedio, entonces no se requiere de una viga intermedia. xxi Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
3.7.2.2
Después de establecer la localización de la primera viga intermedia, de requerirse, repetir el procedimiento para vigas intermedias adicionales, utilizando la viga intermedia precedente como la parte superior del tanque. Localizando la viga intermedia de viento al espaciado máximo calculado por las reglas precedentes usualmente resultará que el cuerpo debajo de la viga intermedia de viento tendrá una mayor estabilidad contra la carga de viento que el cuerpo arriba de la viga intermedia. La viga puede localizarse con un espacio menor del espacio máximo, pero se debe revisar que el cuerpo inferior sea adecuado contra la presión máxima del viento, como se describió anteriormente o en los siguientes subpárrafos de alternativas.
1. Cambiar el ancho W de cada anillo del cuerpo en un ancho de transposición Wtr de anillo del cuerpo, con un espesor uniforme, mediante la siguiente relación: 2.5 ⎛ tuniforme ⎞ Wtr = W ⎜ ⎟ (Ec. 11) ⎝ treal ⎠ Donde: tuniforme = espesor uniforme en el cual el cuerpo entero será transformado treal = espesor real del anillo de placa que se transforma 2. La suma del ancho de transposición de cada anillo dará la altura de un cuerpo transpuesto equivalente. Para una estabilidad igual, la viga debe localizarse a la media altura del cuerpo transformado. La ubicación de la viga en el cuerpo transformado deberá transponerse al cuerpo real mediante la relación de espesores anterior, usando el espesor real del anillo sobre el cual la viga será finalmente localizada y todos los espesores reales arriba de este anillo. 3.7.2.3 Cuando se requieren vigas intermedias, deben quedar repartidas de acuerdo con la fórmula 2 hD 2 ⎛ V ⎞ S= x⎜ ⎟ (Ec. 12) 10,000 ⎝ 100 ⎠ Para la explicación de estos símbolos, referirse a las Secciones 3.7.1 y 3.7.2 Sección 3.8 Soportes del Techo Los soportes o rigidizadores del techo, si se emplean, deben diseñarse de acuerdo con las especificaciones de AISC (ASD), con las siguientes condiciones o excepciones: 1. Las hojas del techo proporcionará el soporte lateral necesario para las viguetas del techo contra la fricción entre las placas del techo y la brida de compresión de las viguetas, con las siguientes excepciones: a. Viguetas y viguetas de celosía usados como armaduras del techo. b. Polines que tienen una profundidad nominal mayor que 15 pulgadas (381 mm.) c. Polines que tienen pendiente mayor que 2 en 12. 2. La profundidad de la armadura del techo y el polín puede ser menor de fb/600,000 veces la distancia de luz, a condición de que el pendiente del techo sea ¾ en 12 o mayor. El símbolo fb es el esfuerzo de doblez unitario (real), igual al momento de doblez dividido entre el módulo de sección del miembro. xxii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
3. La relación máxima de esbeltez L/r para las armaduras soportes de columna será de 175. L es el largo lateral sin apoyo, en pulgadas, y r es el radio de giro menor, en pulgadas. Las columnas que soportan techos serán designados como miembros secundarios. 4. Las armaduras del techo se colocarán arriba del nivel máximo de agua, en climas donde se puede formar hielo. 5. Las armaduras del techo se colocarán arriba del nivel de capacidad superior. Ninguna parte se proyectará debajo del nivel de capacidad superior. 6. El espaciado máximo entre soportes del techo se determinará por la fórmula L=
288Fyt 2 ≤ 60 W
(Ec. 13)
Donde: L = espaciado máximo, en pulgadas Fy = la resistencia de cedencia nominal del material laminado del techo, en libras por pulgada cuadrada t = el espesor de láminas del techo, en pulgadas W = carga muerta del techo más la carga viva que actúa sobre la superficie del techo, en libras por pié cuadrado Sección 3.9 Espesor del Acero Los espesores del acero cumplirán con lo siguiente: 1. Hojas en techos con pendiente de 1 en 2.75 o mayor, para los cuales el diámetro no excede los 35 pies (10.7 m), tendrán un espesor mínimo de 0.070 pulgada (1.8 mm). 2. Hojas en techos con pendiente menor a 1 en 2.75, irrespecto del diámetro, tendrán un espesor mínimo de 0.094 pulgada (2.39 mm). 3. El espesor mínimo de las hojas de fondo será de 0.094 pulgada (2.4 mm). 4. El espesor máximo de las placas del cuerpo será 3/8” (9.5 mm); el espesor mínimo será 0.094 pulgada (2.39 mm). 5. El espesor de hoja en diseños ANSI/AWWA D103, se basan en criterios de cargas hidráulica, viento y sísmicas con eficiencias aplicables de uniones atornilladas. Sección 3.10 Tornillos de Anclaje Los tornillos de anclaje pueden ser recalcados o no y cumplirán con los requerimientos de material declarados en la Sección 2.2.2. Los tornillos de anclaje serán diseñados para resistir la máxima fuerza de desprendimiento. Las fatigas permisibles podrán incrementarse según lo permitido en la Sección 3.4.3. El diámetro mínimo de tornillo de anclaje será de ¾” (19.1 mm) y todos los tornillos de anclaje serán galvanizados. La fatiga a la tensión permisible (Ft) será como sigue basado en el área bruto (nominal) del tornillo. Serán en proporción para el máximo esfuerzo de desprendimiento posible, empleando el área de fatiga a la tensión (Sección 3.5.5) de la rosca o el diámetro recalcado del redondo, el que sea menor, y el 70 por ciento de la fatiga a la tensión de la Sección 3.5.6. En ningún caso los tornillos de anclaje tendrán un diámetro menor a ¾”. Tornillos de la base podrán extenderse hasta dentro de 3 pulgadas del fondo del dado, pero no necesariamente más allá de lo necesario hasta desarrollar el máximo de desprendimiento. Los tornillos de cimentación terminarán en un gancho a escuadra, doblez, cabeza o placa rondana. La liga de tornillos de cimentación de varilla lisa se calculará usando la siguiente fórmula: xxiii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
Ft = 0.33Fu
Donde: Fu = resistencia mínima a la tracción el tornillo, en libras por pulgada cuadrada La capacidad a la tensión de la porción roscada de una varilla recalcada será mayor que el área del cuerpo multiplicado por 0.6Fy, donde Fy es igual a la resistencia mínima de cedencia del tornillo, en libras por pulgada cuadrada. Los tornillos de anclaje pueden extenderse hasta dentro de 3 pulgadas (76.2 mm) del fondo de un dado o zapata, pero no necesariamente más que lo requerido para desarrollar la tensión máxima. Los tornillos de anclaje terminan en un gancho a escuadra, doblez, cabeza o plava rondana. La liga para tornillos de anclaje de varilla lisa, en adición a la resistencia al enderezado del gancho, doble, cabeza o placa rondana, será calculada por la fórmula U=
4 .8 f ' c ≤ 160 dx 2
(Ec. 14)
Donde: U = fatiga unitaria de liga, en libras por pulgada cuadrada f`c = resistencia a la compresión del concreto, en libras por pulgada2 d = el diámetro de los tornillos de anclaje, en pulgadas 3.10.1 Proyecciones de los tornillos. Los extremos roscados de los tornillos de anclaje se proyectarán 2 pulgadas (50.8 mm) arriba del nivel nominal de la cara superior de las tuercas de los tornillos de anclaje de la base para compensar variaciones en los niveles de la base. Se aplicarán contra-tuercas o se cabezearán las puntas roscadas de los tornillos de anclaje para prevenir el aflojamiento de las tuercas de anclaje. Sección 3.11 Refuerzos Alrededor de Aberturas Toda conexión soldada o atornillada con diámetro mayor de 4 pulgadas (101.6 mm) en el cuerpo del tanque y en otras localizaciones sujetas a presión hidrostática, donde los espesores se establecen de acuerdo con el criterio de diseño en la Sección 3.3, deberán llevar refuerzo. El refuerzo puede ser la brida de una conexión, un anillo adicional de metal, una placa más gruesa o cualquier combinación de los mismos. 3.11.1 Cuerpo del tanque. La cantidad de refuerzo para una abertura en el cuerpo de un tanque se calculará como sigue: El área transversal mínima del refuerzo no será menor que el producto de la dimensión de orificio abierto en el cuerpo del tanque y cualquier línea de barrenos en la línea perpendicular a la dirección de del esfuerzo máximo y el espesor de pared requerido. El área transversal del refuerzo se medirá perpendicular a la dirección de esfuerzo máximo coincidente con la dimensión de la abertura (refuerzo al 100 por ciento). Todo el refuerzo efectivo se hará dentro de una distancia igual a la dimensión máxima de la abertura en el cuerpo. La dirección será perpendicular al esfuerzo máximo. El refuerzo será en una dirección u otra a partir de la línea de centro de la abertura. xxiv Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
3.11.2
Conexiones. En el cálculo del área neta de refuerzo de una conexión que tiene un cuello (tales como una brida de pailero de calderas o el asiento de registro de mano “tortuga”), las siguientes porciones del cuello pueden considerarse como parte del refuerzo. 1. Esa porción que se extiende hacia fuera desde la superficie exterior del cuerpo por una distancia igual cuatro veces el espesor de la pared del cuello o, si el espesor de la pared del cuello no es uniforme denro de esa distancia, hasta el punto de transición. 2. La porción que queda dentro del espesor del cuerpo. 3. Si el cuello se proyecta internamente, esa porción extendida hacia adentro desde la superficie interior del cuerpo por una distancia como se especifica arriba en ítem 1.
3.11.2.1 La fuerza agregada de la conexión soldada al cuerpo o cualquier placa de refuerzo de por medio, o ambos, será cuando menos igual a la proporción de fuerzas que pasan a través de todo el refuerzo que se calcula que pasan por la conexión. 3.11.2.2 La resistencia adicional de la soldadura que fija una conexión al cuerpo o a cualquiera placa de refuerzo de por medio, o ambos, equivaldrá por lo menos a la proporción de esfuerzos que pasan el refuerzo total que se calcula que pasa a través de la placa de refuerzo. 3.11.2.3 La soldadura de fijación que une la conexión bridada o placa de refuerzo al cuerpo, se considerará efectiva por la periferia únicamente para las partes fuera del área circundado por líneas paralelas trazadas tangentes a la abertura del cuerpo perpendicular a la dirección del esfuerzo máximo. La soldadura periférica externa, sin embargo, será aplicada completamente en derredor del refuerzo. Toda la soldadura periférica interna se considerará efectiva. La soldadura periférica externa será de un espesor igual al espesor del cuerpo o la placa de refuerzo, cualquiera que el menor. 3.11.2.4 Cuellos de registros paso-hombres, cuellos de boquillas, placas de refuerzo y aberturas del cuerpo, que tengan superficies cizalladas o de corte con oxígeno, tendrán superficies uniformes y lisas, con esquinas redondeadas, excepto donde estas superficies están cubiertas completamente por las soldaduras de fijación. 3.11.2.5 Bridas de unión. 3.11.2.5.1 Las bridas para tubería se conformarán a los requerimientos dados en esta norma, con la excepción, si lo especifica el comprador, de tipos alternativos teniendo la resistencia, estanqueidad y utilidad equivalentes. 3.11.2.5.2 Salvo lo contrario de la Sección 3.11.2.5.1, bridas atornilladas serán fijadas mediante tornillos o espárragos, y se conformarán con lo siguiente: 1. Las bridas serán proporcionadas en los tamaños dados en la Tabla 2, según lo especificado por el comprador, y se conformarán con el contenido de Tabla 2 y Figura 2. 2. La brida interna será suministrada con retenedores de cabezas de tornillo o de la tuerca de espárrago. 3. La longitud de la rosca, será conforme a los requerimientos de la Tabla. En todos los demás aspectos, las roscas serán conformes a los requerimientos de API 6A. xxv Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
3.11.2.5.3 Cuando se suministran bridas atornillables para tubería conforme a la Tabla 2 y Figura 2, los miembros del tanque serán taladrados para la fijación de la brida de acuerdo con las siguientes estipulaciones: 1. El diámetro del círculo de barrenos y el número de orificios para tornillos será como se muestra en la Tabla 2 y la Figura 2. 2. Los tamaños de barrenos para tornillos serán opcionales para el fabricante, pero serán conformes con las tolerancias del paso del tornillo como se muestra en la Tabla 2. 3. Los barrenos de tornillos de las bridas, quedarán a cada lado de las líneas de centros radiales en los techos y los fondo, y de las líneas de centros verticales en cuadrantes excepción hecha de la brida de 4 pulgadas (101.6 mm) de diámetro de 5 barrenos que debe el barreno non quedar localizado en la línea de centro hacia el centro para el techo o la parte superior de la hoja.
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SECCIÓN 4:
DIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS DE AGUA Y DE TANQUES DEPÓSITOS
Sección 4.1 Capacidades Estándar Las capacidades estándar para columnas de agua y tanques depósitos, será según lo publicado por el fabricante y deberán calcularse al millar de galones (m3) más cercano. Tabla 2 Bridas para tubería atornillada Tamaño – pulgadas Diámetro de círculo de barrenos, pulg. (mm)
2 4 (101.6)
3 5 3/8 (136.5)
4 6 3/8 (161.9)
6 9 (228.6)
8 11 ¼ (285.2)
Número de tornillos
4
4
5
6
8
Diámetro de tornillos, pulg., (mm)
½ (12.7)
5/8 (15.9)
5/8 (15.9)
5/8 (15.9)
5/8 (15.9)
Diámetro de los barrenos de tornillos, pulg. (mm)
5/8 (15.9)
¾ (19.1)
¾ (19.1)
¾ (19.1)
¾ (19.1)
Largo mínimo de la rosca, Y, pulg. (mm)
7/8 (22.2)
1 3/16 (30.2)
1 5/16 (33.3)
1 9/16 (39.7)
1 ¾ (44.5)
Profundidad de avellanado
Opcional con el fabricante
Diámetro exterior de la brida,O, pulg. (mm)
5 1/8 (130.2)
6 5/8 (168.3)
7 ¾ (196.9)
10 ½ (266.7)
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12 ¾ (323.94)
Sin Avellanar
Avellanado
Brida Compañera
Brida Fijada con Retenedor de la cabeza del Tornillo Avellanado
Sin Avellanar
Arte reproducido con el permiso del American Petroleum Institute
NOTA: Las secciones de las bridas se muestran en los barrenos para tornillos
Figura 2 Bridas para tubería atornillada. 1.3 Alturas de Cuerpos para Columnas de Agua El comprador especificará la altura de cuerpo requerida para columnas de agua de acuerdo con los tamaños modulares del fabricante. 1.4 Diámetros de Tanques Depósitos El comprador especificará el diámetro requerido del tanque depósito, con una variación permisible para adaptarse con los tamaños y capacidades normales del fabricante.
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SECCIÓN 5:
ACCESORIOS PARA COLUMNAS DE AGUA Y PARA TANQUES DEPÓSITOS
Sección 5.1 Registros Paso-hombre del Cuerpo A menos que se especifique lo contrario, un registro paso-hombre deberá ser proporcionado en el primer anillo del cuerpo del tanque, en la localización designada por el comprador. En tanques con un registro, una hoja opuesta al registro paso-hombre deberá poder removerse para ventilación adicional si se requiere para inspecciones o retocar el recubrimiento. Si alguna tapa de registro paso-hombre pesa más de 50 lb (22.7 kg), se debe proporcionar una bisagra o soporte giratorio. 5.1.1 Tamaño y forma. Los registros paso-hombre pueden ser circulares, 24 pulgadas (610 mm) de diámetro; cuadrados, 24 pulgadas (610 mm) x 24 pulgadas (610 mm); o elípticos, 18 pulgadas (457 mm) x 22 pulgadas (558.8 mm), como tamaño mínimo. También son aceptables los registros paso-hombre rectangulares al ras con un largo mínimo de 24 pulgadas (610 mm en la dirección más corta y un largo máximo de 48 pulgadas (1,219 mm) en la dirección más larga. Los recortes para registros rectangulares paso-hombre deben tener un radio mínimo de 6 pulgadas (152 mm) en las esquinas. 5.1.2 Refuerzos. La placa del cuerpo donde se localice el registro paso-hombre, será reforzada para cumplir con Sección 3.11, y todas las porciones del registro paso-hombre, incluyendo la tornilleria, la tapa y el refuerzo del cuello, serán diseñados para resistir el peso y la presión del contenido del tanque. Sección 5.2 Conexiones para Tuberías Las conexiones para tuberías serán del tamaño especificado por el comprador. Por lo común se colocan en el fondo del tanque. El lugar preciso de colocación será señalado por el comprador (ver Prefacio, sección III.C, ítem 5). 5.2.1 Trampa de lodos. Si se requiere una trampa de lodos removible, deberá tener por lo menos 4 pulgadas de altura, y la conexión de la trampa o la tubería quedará al ras del piso del tanque cuando se retira la trampa. Si no se requiere una trampa de lodos, la conexión, o tubería de conexión, o ambos, deben extenderse por lo meos 4 pulgadas arriba del piso. 5.2.2 Conexiones en el cuerpo del tanque. Se permiten conexiones del cuerpo, a condición de que el comprador tome las acciones adecuadas para proteger la tubería contra el congelamiento y proporciona flexibilidad adecuada para tomar en cuenta la rotación del cuerpo y las deflexiones del cuerpo al llenarse. 5.2.3 Flexibilidad. Se deberá proporcionar suficiente flexibilidad a la tubería para acomodar movimientos sísmicos y asentamientos en el sistema de tuberías para proteger a las conexiones.
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Sección 5.3 Derrame (demasías). El tanque se equipará con un derrame o demasías, del tipo y tamaño especificados por el comprador. Si se especifica un derrame recortado, este se proyectará por lo menos 12 pulgadas fuera del cuerpo del tanque. Si se requiere un derrame al suelo, debe bajar por fuera del cuerpo del tanque y estar soportado a intervalos con soportes apropiados. El derrame al suelo deberá descargar sobre una estructura de entrada a drenaje o a un cuadro de impacto. Su extremo terminará en parte superior de un caja de medición o alguna otra entrada apropiada. Un atiesador superior no será cortado o parcialmente removido. El tubo de derrame y la entrada tendrán una capacidad de por lo menos igual a la capacidad de bombeo especificado por el comprador, con un nivel del agua no mayor a las 6 pulgadas (152.4 mm) arriba del vertedero. El tubo de derrames terminará en un codo en su extremo inferior. Si se especifica acero al carbón por el comprador, el tubo de derrames tendrá conexiones atornilladas o soldadas si es menor a las 4 pulgadas (101.6 mm) de diámetro, o conexiones bridadas o soldables si es de 4 pulgadas (101,6 mm) de diámetro o mayor. El comprador especificará el caudal máximo, en galones por minuto, para el cual se diseñará el derrame. No se recomiendan derrames interiores pero podrán proporcionarse si así lo especifica el comprador. El tubo del derrame interior tendrá un espesor mínimo de ¼ pulgada (6.4 mm). Sección 5.4 Escaleras 5.4.1 Escalera exterior del tanque. El constructor proporcionará una escalera para el tanque en la parte exterior empezando 8 pies (2.4 m), o según lo especificado, arriba del nivel del fondo del tanque, y localizada para dar acceso al registro pasohombre del techo. El claro mínimo de superficie de pisada de los travesaños será de 16 pulgadas (406.4 mm), y los travesaños quedarán espaciados equidistantes a no menos de 11 pulgadas (279.4 mm), y no más de 15 pulgadas (381 mm), centro a centro. La distancia perpendicular de los travesaños hacia la pared del tanque, no menos de 7 pulgadas (177.8 mm). El tamaño del travesaño no será menor a ¾ pulgada (19 mm) de diámetro, o una sección equivalente. El espaciado de soportes que fijan la escalera al tanque, no excederá los 10 pies (3 m). La carga viva mínima de diseño será 2 cargas de 250 libras (113.4 kg), cada una concentrada entre cualesquiera dos soportes consecutivos con el tanque. Cada travesaño deberá diseñarse para un sola carga concentrada de 250 libras (113.4 kg), como mínimo. Las cargas de diseño serán concentradas en el punto o los puntos que máxima fatiga en el miembro estructural de la escalera en cuestión. Los largueros pueden ser de cualquier perfil con propiedades en sección adecuadas para soportar las cargas de diseño y proporcionar un medio seguro para fijar cada travesaño al larguero para que cada travesaño quede unido a los largueros. 5.4.2 Escalera interior del tanque. No se recomiendan escaleras al interior de los tanques. Si se requiere una escalera al interior, deberá cumplir con los requerimientos de Sección 5.4.1. 5.4.3 Escalera del techo. A menos que se especifique otra cosa, el constructor proporcionará acceso a los registros y ventilas del techo. Dicho acceso será mediante una escalera exterior del tanque de acuerdo con lo siguiente: 1. Para pendientes 5 en 12 o mayores, se proporcionará una escalera de travesaños o de huella y alza. xxx Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
2. Para pendientes menores a 5 en 12 y mayores que 2 en 12, se proporcionará un barandal sencillo y un pasillo antiderrapante. 3. Para pendientes menores a 2 en 12, no requieren de barandal ni de superficie antiderrapante. 5.4.4 Requerimientos mínimos. Los requerimientos mínimos para escaleras, registros y demás pueden econtrarse en OSHA 29 CFR Parte 1910, “Occupational Safety and Health Standards” (Normas para Seguridad y Salud en el Trabajo). NOTA: Aparte de la protección al acceso a los registros paso-hombre y las ventilas en el techo, las condiciones del clima sobre los techos de los tanques son extremadamente variables y los trabajadores y sus supervisores ejercer buen juicio en los asuntos de seguridad. Entre otras cosas, esto puede incluir el uso de cuerdas de seguridad cuando existen viento, hielo u otras condiciones peligrosas. Sección 5.5 Dispositivos de Seguridad Si se requiere por reglamentos o leyes locales, jaula de seguridad, plataformas de descanso, barandales en escaleras de techo, de seguros de escaleras, dispositivos contra accesos u otros dispositivos, el comprador lo especificará. No se recomienda en empleo de ninguno de lo anterior en el interior del tanque. Sección 5.6 Aberturas de Techos 5.6.1
Escalera. El fabricante proporcionará una abertura del techo, la cual se colocará cerca de la escalera del tanque y que estará provisto de una tapa abisagrada y un portacandado. La abertura tendrá una dimensión libre de por lo menos 24 pulgadas (610 mm) en una dirección y de 15 pulgadas (381 mm) en la otra dirección. La abertura tendrá (1) un cuello de por lo menos 4 pulgadas (101.6 mm) de altura, con ceja perimetral hacia abajo de por lo menos 2 pulgadas (50.8 mm) de ancho; o (2) una tapa con empaquetada a prueba de intemperie, en lugar del cuello de 4 pulgadas (101.6 mm) y de la ceja de 2 pulgadas (50.8 mm). Cuando se proporciona una tapa para registro paso-hombre con portacandado y combinada con respiradero con malla en la abertura central del techo, se puede omitir la abertura de escalera. 5.6.2 Centro del techo. Deberá proporcionarse en, o cerca del centro del tanque, una abertura adicional, con una tapa removible que tenga un dimensión o diámetro libre de por lo menos 20 pulgadas (508 mm) y un cuello con una altura mínima de 4 pulgadas (101.6 mm). En lugar del cuello de 4 pulgadas (101.6 mm), una tapa a prueba de intemperie también es aceptable. Sección 5.7 Ventilación Si el techo del tanque es de construcción hermética, se proporcionará una ventilación ó respidadero apropiado arriba del nivel máximo del agua. El respiradero tendrá una capacidad para el paso de aire de manera que no se desarrolla presión excesiva al entrar o salir agua al flujo máximo posible. El tubo de derrames o demasías, no se considerará tubo respiradero.
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ADVERTENCIA: Un tanque incorrectamente ventilado puede causar presiones internas que actúan contra el tanque, lo cual puede causar alabeo aún a una presión diferencial baja. 5.7.1 Ubicación. Aún si se requiere más de un respiradero, un respiradero de tanque debe siempre colocarse cerca del centro del techo. El respiradero deberá diseñar y construir para prevenir la entrada de aves o animales. 5.7.2 Malla contra insectos. Cuando las autoridades de salud competente requieren malla de protección contra insectos, se debe proporcionar un respiradero presión-vacío con malla o un mecanismo separado de alivio de presión-vacío que funcionará en el evento que las mallas se tapen con hielo o material extraño. Las mallas o el mecanismo de alivio no deberá dañarse en tal ocasión y deben regresar automáticamente a su posición de funcionamiento después de limpiar el tapazón. NOTA: El comprador deberá limpiar las mallas y comprobar las paletas o mecanismo de alivio por lo menos una vez al año, pero preferiblemente en la primavera y el otoño. Sección 5.8 Accesorios Adicionales y Excepciones Cualquier accesorio requerido para ser suministrado será especificado por el comprador. Las excepciones de lo prevista en esta sección podrán ser especificado por el comprador de acuerdo con situaciones especiales.
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SECCIÓN 6:
SOLDADURA
Sección 6.1 Generales El ensamble de campo de todas las placas o láminas verticales, horizontales, cuerpo con techo y cuerpo con fondo será mediante tornillos. La soldadura se limitará a instalaciones en fábrica de boquillas, respiraderos, pasillos, conexiones y subconjuntos. La soldadura de campo se mantendrá al mínimo y será utilizada únicamente después de la aceptación por el fabricante y el comprador. Sección 6.2 Soldaduras Todas las soldaduras del tanque y miembros estructurales, se harán de acuerdo con los requerimientos de AWS. Los fabricantes mantendrán un programa de capacitación de soldadores y podrán certificar de solicitarse que estas soldaduras se hicieron por soldadores calificados AWS e inspeccionadas de acuerdo a las normas de la AWS. Estas soldaduras se efectuarán de manera que se asegura la fusión del metal base, dentro de los límites especificados para cada unión, en observancia estricta del siguiente procedimiento. 6.2.1 Condiciones de clima. No se llevará a cabo soldadura cuando las superficies de las partes a soldar están mojadas por lluvia, nieve o hielo; cuando esta cayendo lluvia o nieve sobre tales superficies; o durante períodos de vientos elevados, salvo que el soldador o el operador de soldadora y las piezas están debidamente protegidos. No se efectuará soldadura cuando la temperatura del metal base sea menor que 0oF (17.8oC). Cuando la temperatura del metal base queda en el rango de 0oF-32oF (17.8oC-0oC), el metal base dentro de las 3 pulgadas (76.2 mm) del lugar donde se iniciará la soldadura será calentado hasta ser cálido al tacto. 6.2.2 Martillado. Se puede emplear martillado de las capas de soldadura para prevenir distorsión indebida. Las capas de superficie no será martilladas. 6.2.2.1 El martillado se efectuará con golpes leves con martillo impulsado utilizando una herramienta de punta roma. 6.2.3 Conformación. Toda soldadura que será limpiada con chorro de abrasivo deberá esmerilarse para remover cualquier punto levantado antes de limpiar con el chorro de abrasivo. 6.2.3.1 Se reparará el socavado del metal base adyacente a la soldadura. 6.2.3.2 Todos los cráteres se rellenarán hasta la sección transversal cabal de la soldadura. 6.2.4 Respaldos. El respaldo de soldaduras a tope, será lo más pequeño que sea práctico, preferiblemente no mayor de 1/16 de pulgada (1.6 mm). En ningún caso la cara de la soldadura quedará debajo de la superficie de las placas que se unen. 6.2.5 Rebaje. El rebaje de la raíz de las soldaduras y el rebaje de soldaduras para remover defectos, podrá efectuarse con una herramienta de punta redondeada o mediante rebaje por arco o por oxígeno. 6.2.6 Limpieza entre cordones. Cada cordón de una soldadura de múltiples pasadas, se limpiará de la escoria y otros depósitos sueltos antes de aplicar el siguiente cordón.
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Sección 6.3 Preparación de las Superficies a Soldar Las superficies a soldar deben estar libres de escamas sueltas, escoria, oxidación gruesa, grasa, pintura y cualquier otro material extraño excepto la capa de laminación firmemente adherida. Puede pasarse por alto una ligera película o compuesto soldable para prevenir oxidación. Tales superficies también serán lisas, uniformes y libres de filos, roturas y otros defectos que puedan afectar adversamente la soldadura debida. No se necesita quitar la película de óxido que aparece en las orillas de corte o cizallado después de limpiar con cepillo de alambre. Sección 6.4 Electrodos de Bajo Hidrógeno El empleo de electrodos de bajo hidrógeno, será provechoso cuando se efectúa soldadura a bajas temperaturas. Cuando se emplean los electrodos revestidos, designados de bajo hidrógeno, no se requiere el precalentamiento del acero, a menos que la temperatura del metal es de 32oF (0oC) o inferior. Después de sacar el metal de aporte de su envase original, debe protegerse o almacenarse de manera que no sean afectadas sus características o propiedades para soldar. En el caso de electrodos de bajo hidrógeno, esto significa mantener tibios y secos a los electrodos hasta el momento que sean retirados del horno de conservación de electrodos. Los electrodos de bajo hidrógeno deben guardarse, y recalentados de ser necesario, de acuerdo con las recomendaciones de acondicionamiento de electrodos contenidas en AWS A5.1. Sección 6.5 Socavación y Penetración de Soldaduras Las soldaduras serán examinadas visualmente para conformarse con lo siguiente: 6.5.1 Uniones a tope y de traslape sujetas a esfuerzos primarios. Para uniones a tope y de traslape sujetas a esfuerzos primarios debidos al peso o la presión del contenido del tanque, habrá una penetración completa de la unión y sin socavado. 6.5.2 Unión a tope sujeta a esfuerzos secundarios. Para uniones a tope sujetas a esfuerzos secundarios, habrá una penetración completa de la unión y sin socavado. 6.5.3 Uniones a traslape. Para uniones de traslape sujetas a esfuerzos secundarios, el socavado máximo permitido será del 12 ½ por ciento de la hoja más delgada medido en cada orilla de la soldadura. Sección 6.6 Limpieza de Soldaduras El fabricante removerá la escoria o escamas de soldadura, salpicaduras, rebabas y otras proyecciones filosas o ásperas de una manera que la superficie quede apropiada para la operación subsiguiente de limpieza y recubrimiento. Los cordones de soldadura no necesitan de cincelado o esmerilado, siempre que puedan ser limpiados y recubiertos satisfactoriamente.
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SECCIÓN 7: FABRICACIÓN EN TALLER Sección 7.1 Enderezado Al requerir enderezar el material, se efectuará por métodos que no dañarán al acero. El enderezado menor en frío es permitido. El enderezado en frío puede efectuarse a martillo, o preferentemente, por rolado o prensado. El calor puede usarse para enderezar deformaciones más severas. Sección 7.2 Acabado de las Orillas de las Placas – Obra Soldada Las orillas de placas que van a ser atornilladas o soldadas, pueden quedar en orilla de laminación o ser preparadas por cizallamiento, maquinado, cincelado o por corte por oxígeno o por arco de plasma mecánicamente dirigido. 7.2.1 Corte al oxígeno o arco de plasma. Cuando las orillas de las placas son cortadas con oxígeno o con arco de plasma, la superficie que se obtiene deberá ser uniforme y lisa y deberá limpiarse de acumulaciones de escoria antes de soldar. Todo corte deberá seguir cuidadosamente los lineamientos prescritos. 7.2.2 Cizallamiento. El cizallamiento puede usarse para el material con espesor 3/8 pulgada (9.5 mm) o menos. Sección 7.3 Rolado. Las placas y las láminas serán roladas en frío o prensadas para conformarse a la curvatura del tanque y al procedimiento de montaje. Sección 7.4 Placas de Doble Curva Las placas y las láminas que se curvan en dos direcciones, pueden ser prensadas o roladas en caliente o en frío. Sección 7.5 Tolerancias de Fabricación. 7.5.1 Tanques con uniones de cuerpo horizontales y bridadas. Las partes fabricadas y punzonadas para tanques con uniones de cuerpo horizontales bridadas, deberán cumplir con las dimensiones y tolerancias de API 12B. 7.5.2 Tanques con uniones de cuerpo con traslape horizontal. La tolerancia en el espaciado de barrenos para tornillos de tanques con uniones de cuerpo con traslape horizontal, será ± 1/32 pulgada (0.8 mm) entre cualesquiera dos orificios, medido en plano antes de formar. Sección 7.6 Recubrimientos Los tanques atornillados, se suministran con recubrimientos aplicados en fábrica (ver Sección 10 para los recubrimientos). Sección 7.7 Embarque Todo el material será cargado, transportado al sitio, descargado y almacenado de tal manera que se previene contra daños.
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SECCIÓN 8:
MONTAJE
Sección 8.1 Generales El fabricante proporcionará las instrucciones para el montaje del tanque, por consiguiente deberá ser montado de acuerdo con estas instrucciones. Sección 8.2 Atornillado Todos los tornillos deben localizarse e instalarse de acuerdo con las instrucciones de montaje del tanque proporcionado por el fabricante. Sección 8.3 Empaquetaduras y Selladores Las empaquetaduras y los selladores o ambos deberán ser suministrados por el fabricante y colocados entre todas uniones de acuerdo con las instrucciones de montaje. El constructor ejercerá cuidado en la debida localización e instalación de cualesquiera empaques especiales (empaques de traslapes, insertos achaflanados y otros) suministrados por el fabricante. Sección 8.4 Reparación de Recubrimiento El recubrimiento será visualmente inspeccionado por el constructor y cualquier daño a los recubrimientos aplicados en fábrica será reparado estrictamente de acuerdo con las recomendaciones del fabricante (ver Sección 10.2). Sección 8.5 Limpieza General Al término del montaje, el constructor, de ser requerido por las especificaciones del comprador, se hará cargo de todo desperdicio y cualquier otro material extraño causado por las operaciones y dejará el predio en condiciones tan buenas como cuando se inició el montaje del tanque.
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SECCIÓN 9:
INSPECCIÓN Y PRUEBAS
Sección 9.1 Inspección en Taller 9.1.1 Inspección en taller. El comprador puede, si lo especifica, requerir inspección en taller mediante una entidad comercial de inspección, cuyo costo será pagado por el comprador. La inspección en taller como mínimo consistirá de una inspección visual de las prácticas y operaciones de fabricación para determinar el cumplimiento con esta norma. 9.1.2 Reportes de laminación. De especificarse por el comprador, el fabricante suministrará copias certificadas de los reportes de laminación. El fabricante obtendrá copias de todos los reportes de laminación. 9.1.3 Datos de pruebas de espesor de recubrimiento. Cuando así se especifica, el fabricante suministrará la información certificada de las pruebas del espesor del recubrimiento. Sección 9.2 Pruebas 9.2.1 Reparación de fugas. Cualquier fuga encontrada será reparada por el constructor. Es preferible que la reparación de uniones se haga mientras el nivel de agua esta arriba del punto en reparación. Vea el preámbulo, Sección III.C, ítem 7), para recomendaciones en cerrar entradas y llenar el tanque, lo cual no esta cubierto por esta norma. 9.2.2 Prueba de porosidad del recubrimiento. Cuando así se especifica, se hará la prueba independiente de detección de porosidad del recubrimiento en las superficies interiores debajo del nivel del agua, de acuerdo con instrucciones del fabricante. Sección 9.3 Drenado del Agua de Prueba El comprador proporcionará un medio de drenar el agua de prueba con una conexión al tubo de entrada o de drenado. Sección 9.4 Desinfección Independiente de la secuencia empleada para probar el tanque, éste será desinfectado después de la prueba final y entonces puede el tanque ser llenado con agua potable y puesto en servicio. La desinfección no será la responsabilidad del constructor o del fabricante a menos que el comprador especifique otra cosa (ver ANSI/AWWA C652).
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SECCIÓN 10:
RECUBRIMIENTOS
Sección 10.1 Generales Los tanques atornillados son fabricados por varios fabricantes de tanques y los recubren en sus propias plantas y los embarcan a todo el mundo. Los siguientes sistemas genéricos son representativos de los que están en uso general. Sistemas genéricos equivalentes, para los cuales documentación consistente de datos de pruebas, historial de servicio e información toxicológica ha sido proporcionada por el fabricante del tanque, serán considerados para uso como tanques depósitos bajo las provisiones de esta norma. Sección 10.2 Reparación del recubrimiento Será la responsabilidad de cada fabricante de tanques, proporcionar un procedimiento de reparación y retoque en el campo de los recubrimientos dañados. Sección 10.3 Recubrimientos Galvanizados Cuando se van a suministrar recubrimientos galvanizados en caliente, se aplicará metal zinc apropiado para inmersión en agua potable a las partes del tanque después de la fabricación de acuerdo con la práctica recomendada por American Hot Dip Galvanizers Association (Asociación Americana de Galvanizadores de Inmersión en Caliente) en cumplimiento con ASTM A123 y ASTM A153. Sección 10.4 Recubrimientos Vidriados Cuando se proporcionan recubrimientos de vidrio fusionado con acero, los recubrimientos se aplicarán de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Los recubrimientos vidriados cumplirán con lo siguiente: 10.4.1 Preparación de superficies. El acero se limpiará de todo aceite y lubricantes. Se debe remover la escama de laminación y el óxido de la superficie del acero mediante chorro de abrasivo de acuerdo con PSC SP10 o de baño químico de acuerdo con PSC SP8. 10.4.2 Recubrimientos. 10.4.2.1 Al acero se le harán aplicaciones de óxido de níquel catalítico cuando los tanques se fabrican a partir de acero rolado en caliente. El acero rolado en caliente, es susceptible a escamada que es un defecto del hidrógeno que puede controlarse mediante aplicaciones de óxido de níquel catalítico. Tal fondo (premier) es necesario si ambos lados del acero rolado en caliente recibe vidriado. 10.4.2.2 Recubrimientos vidriados pueden aplicarse por rociado húmedo, derrame, inmersión o depósito electroforético. El espesor del recubrimiento será entre 6 milésimas (0.15 mm) y 19 milésimas (0.48 mm).
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10.4.2.3 El recubrimiento vidriado debe curarse o fusionarse al acero por fuego. Esto se hace más convenientemente en un horno, pero puede hacerse mediante calentamiento por inducción o por resistencia. La temperatura debe superior a los 1,200oF y preferentemente dentro del rango de 1,450oF a 1,600oF. 10.4.3 Inspección. Se inspeccionará el recubrimiento para cualquier defecto visible o porosidades. Si se encuentran condiciones severas, se debe emplear la prueba de resistencia de esponja mojada para determinar el alcance de los defectos microscópicos en las superficies internas del tanque únicamente (Sección 10.9). Sección 10.5 Recubrimientos de Líquido Termofijo en Suspensión Cuando se emplean epóxicos de líquido termofijo en suspensión, los recubrimientos serán aplicados de acuerdo con las recomendaciones del fabricante del tanque. Los recubrimientos cumplirán con lo siguiente. 10.5.1 Preparación de superficies. La preparación de superficies cumplirá con lo siguiente. 10.5.1.1 El acero será limpiado a fondo mediante un lavado-enjuagado seguido inmediatamente por secado con aire caliente. 10.5.1.2 Al acero se le aplicará chorro de abrasivo por ambos lados de acuerdo con SSPC SP10. El dibujo de anclaje de la superficie tendrá un mínimo de 1 milésima (0.03 mm). 10.5.2 Recubrimientos. Los recubrimientos se aplicarán de acuerdo con lo que sigue: 10.5.2.1 Dentro de los 30 minutos de la limpieza por chorro de abrasivo (Sección 10.5.1.2), las superficies interiores del tanque recibirán una capa de epóxico termofijo curado con amina, en estricta concordancia con las recomendaciones del fabricante. 10.5.2.2 Las superficies exteriores del tanque recibirán una capa de primario epóxico o equivalente como sea determinado por el fabricante del tanque. 10.5.2.3 Los recubrimientos interiores y exteriores (Secciones 10.5.2.1 y 10.5.2.2) serán calentadas en horno hasta que tener una condición pegajosa, con un ligado cruzado térmico parcial. 10.5.2.4 Las superficies interiores del tanque recibirán una segunda capa de epóxico con curado de amina para un espesor total mínimo de 5 milésimas (0.13 mm) de película seca. 10.5.2.5 Las superficies exteriores del tanque recibirán una capa de acabado de esmalte acrílico para hornear y quedar curado térmicamente. El espesor mínimo de la película seca será con un total de 3 milésimas (0.08 mm). 10.5.2.6 Las capas de acabado interior y exterior serán calentadas al horno a 425oF-525oF (218.3oC-273.8oC) durante un mínimo de 10 minutos para completamente tras ligar térmicamente ambas capas termo fijas. 10.5.2.7 Los recubrimientos exteriores pueden modificarse con acuerdo entre el comprador y el fabricante del tanque.
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10.5.3 Inspección. 10.5.3.1 Inspección del interior. Una muestra representativa de las superficies recubiertas interiores será inspeccionado y aceptada por el fabricante del tanque antes del embarque. La inspección incluirá una prueba no destructiva del espesor en milésimas (Mikrotest o igual), un prueba de detección de porosidades (Tiker Razor o igual), y una prueba de solvente metilo etilo ketona (MEK) consistente en 20 pasadas o igual. 10.5.3.2 Inspección del exterior. Una muestra representativa de las superficies recubiertas exteriores, será inspeccionada aceptada por el fabricante del tanque antes de su embarque. La inspección incluirá una prueba no destructiva del espesor en milésimas (Mokrotest o igual). Sección 10.6 Recubrimientos con Polvo Termofijo Cuando se emplean recubrimientos de polvo fijación térmica, los recubrimientos se aplicarán de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Los recubrimientos de polvo de fijación térmica cumplirán con lo siguiente. 10.6.1 Preparación de superficies. Se aplicará chorro de granilla de acero en todos sus lados de acuerdo en SSPS SP10. 10.6.2 Aplicación. El recubrimiento se aplicará de acuerdo con lo siguiente. 10.6.2.1 Después de limpiar con el chorro de granilla de acero, las superficies interiores y exteriores serán cubiertas con un recubrimiento en polvo mediante una aplicación electrostática. 10.6.2.2 El polvo seco se depositará de manera de obtener una película seca con espesor mínimo de 3 milésimas. 10.6.2.3 Las superficies serán curadas al horno de acuerdo con la norma de práctica y especificaciones del fabricante del recubrimiento en polvo. 10.6.3 Inspección. 10.6.3.1 Inspección de interiores. Una muestra representativa de las superficies interiores recubiertas será inspeccionada y aceptada por el fabricante del tanque antes de su embarque. La inspección incluirá una prueba no destructiva de espesor en milésimas de pulgada (Mikrotest o igual), una prueba de porosidad (Tinker Razor o igual) y una prueba de solvente consistente en 20 pasadas con metiletilquetona (MEK). 10.6.3.2 Inspección de exteriores. Una muestra representativa de las superficies exteriores recubiertas será inspeccionada y aceptada por el fabricante del tanque antes de su embarque. La inspección incluirá una prueba no destructiva de espesor en milésimas de pulgada (Mikrotest o igual), una prueba de porosidad (Tinker Razor o igual) y una prueba de solvente consistente en 20 pasadas con metiletilquetona (MEK). Sección 10.7 Identificación de partes A todos los componentes del tanque se les marcará con un número de parte para facilitar el montaje. A falta de esto, se puede emplear la práctica establecida por el fabricante del tanque.
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Sección 10.8 Protección Todas las piezas recubiertas serán protegidas contra daños durante el embarque. Sección 10.9 Prueba de Porosidades Todas las pruebas de porosidades serán no destructivas y emplearán un medidor de corriente directa CD y un dispositivo de esponja mojada. El voltaje máximo del medidor será de 67.5 Volts. La esponja será inmersa en agua de la llave como se requiera para mantenerla uniformemente húmeda, no escurriendo ni seca. No se empleará ningún aditivo de “conducción” o “surfactante” en el agua de la llave. Consulte las recomendaciones del fabricante del tanque para la colocación, prueba y operación del medidor por un técnico capacitado.
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SECCIÓN 11: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA BASE Sección 11.1 Requerimientos Generales Las cimentaciones son importantes porque los asentamientos desiguales cambian los esfuerzos de distribución de la estructura y pueden ser causa de fugas o alabeo de las placas. 11.1
Planos de cimentación. El fabricante (o el constructor) no son requeridos a suministrar planos de cimentación a menos que lo especifique el comprador. Si el comprador requiera planos de cimentación al fabricante o al constructor, vea Sección II.D y III.C del prefacio para información adicional. De requerirse tornillos de anclaje, serán diseñados y suministrados por el fabricante. 11.1.2 Colocación de las bases. Las bases serán colocadas por el comprador o el constructor (ver prefacio, Sección II.D y III.C). La tierra en derredor del cimiento será mejorada lo suficiente para permitir trabajos eficaces durante el montaje del tanque y para prevenir encharcamiento de agua en el área de base. La cara superior de la base será ubicada precisamente a la altura debida. 11.1.3 Carga por agua. La carga por agua como se define en Sección 3.2.2, será considerada como carga viva como definido por ACI 318 (ver Sección 11.6). Los factores apropiados para todas las cargas vivas serán utilizados en el diseño de la cimentación.
Sección 11.2 Capacidad de Carga del Suelo El comprador especificará la carga permisible del suelo, usando un factor de seguridad apropiado (Sección 11.3). Sin embargo, en ningún caso la carga especificada excederá la que causaría asentamientos intolerables e afectar la integridad estructural del tanque. 11.2.1 Estudio del suelo. El comprador proporcionará un estudio de mecánica (o geotecnia) del suelo para determinar lo siguiente. 1. La presencia o la ausencia de roca, excavación vieja o relleno. 2. Si el sitio es apropiado en donde construir la estructura. 3. La clasificación de estratificación del suelo, después de muestreo apropiado. 4. El tipo de base requerida para el sitio. 5. El nivel del agua freática, y si se requiere achicar el agua. 6. La capacidad de carga del suelo, y la profundidad a la cual desplantar la base. 7. Que si se va a requerir pilotes para soportar las bases y la longitud de tales pilotes. 8. Los niveles del terreno existente y de otras características topográficas que puedan afectar el diseño o la construcción de la base. 9. La homogeneidad y lo comprimible de los suelos a lo ancho del sitio del tanque, para que pueda evaluarse la posibilidad de asentamiento total y diferencial de la estructura.
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Sección 11.3 Factor de Seguridad Los siguientes factores mínimos de seguridad deberán usarse para determinar la carga permisible del suelo. La capacidad de carga última deberá basarse en principios firmes de ingeniería geotécnica. Ver el prefacio, Sección III.C, ítme 10, para información adicional. 11.3.1 Columnas de agua y tanques depósitos. Se empleará un factor de seguridad de 3, basado en la capacidad de carga última calculada cuando se toman en cuenta todas cargas directas y de viento. 11.3.1.1 Se empleará un factor de seguridad de 2.25, basado la capacidad última calculada cuando se consideran todas las cargas directas y sísmicas. Sección 11.4 Bases Todo tanque será soportado sobre un anillo de concreto, losa de concreto o berma granular estructuralmente compactada según especifique el comprador. La cara superior de la base estará a un mínimo de 6 pulgadas (152.4 mm) arriba del nivel del terreno, a menos que el comprador especifique diferente. Los tanques que requieren de tornillos de anclaje, serán soportados sobre un anillo de concreto o una losa de concreto. 11.4.1
Tipos de bases. La base del tanque será una de los tipos siguientes. 11.4.1.1
Tipo 1. Ttanques soportados sobre anillos de concreto. Se proporcionará una capa de arena o de piedra fina con espesor mínimo de por lo menos 3 pulgadas (76.2 mm) encima del terreno debajo del fondo del tanque. Se rellenará un espacio de 1 pulgada mínimo entre el fondo del tanque y la cara superior del anillo de concreto, mediante un mortero a prueba de encogimiento o un mortero de cemento-arena en proporción 1:1.5. El mortero llenará todo el espacio debajo del tanque desde la orilla exterior del fondo del tanque hasta la capa de arena. En ningún caso el mortero tendrá un ancho menos de 6 pulgadas. Los materiales y la mano de obra para aplicar el mortero será suministrada por el constructor. En lugar de mortero debajo del cuerpo, el cuerpo podrá ser soportado sobre un relleno de uniones hecho de fibra de caña con espesor mínimo de ½ pulgada (12.7 mm) que reúna los requerimientos de la ASTM D1751 y si la base debajo del cuerpo cumple con las tolerancias de Sección 11.6.1.
11.4.1.2 Tipo 2. Tanques soportados por losas de concreto. Se proporcionará una capa de arena o de piedra fina con espesor mínimo de por lo menos 1 pulgada (25.4 mm) entre el fondo plano del tanque y la losa de concreto. En lugar de mortero debajo del cuerpo, el cuerpo podrá ser soportado sobre un relleno de uniones hecho de fibra de caña con espesor mínimo de ½ pulgadas (12.7 mm) que reúna los requerimientos de la ASTM D1751. El cuerpo de tanque será soportado con mortero o, como alternativa, con rellenador de uniones si la base debajo del tanque cumple con las tolerancias de Sección 11.6.1. Luego de aplicar el mortero, un espacio mínimo de 1 pulgada (25,4 mm) entre el fondo del tanque y la cara superior de la losa de concreto deberá llenarse con un mortero que no encoge o un mortero cemento-arena con proporción 1:1.5. El mortero rellenará todo el espacio debajo del tanque desde la orilla exterior del fondo del tanque hasta la capa de arena. En ningún caso el ancho del mortero xliii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
colocado debajo del fondo de tanque podrá ser menos de 6 pulgadas (152.4 mm). La cara superior de la base deberá saturarse a fondo con agua antes de colocar el mortero. Los materiales y la mano de obra para colocar el mortero serán suministrados por el constructor. NOTA: Cuando se emplea un anillo base de acero en conjunto con una losa de concreto, no se requiere de mortero ni sellador de uniones de fibra (ver Sección 11.4.1.6 para bases Tipo 6). 11.4.1.3
Tipo 3. Tanques dentro de anillos de concreto. Los tanques podrán ser colocados encima de una capa dentro de un anillo de concreto. La capa consistirá de un mínimo de 6 pulgadas (152.4 mm) arena o piedra fina. El interior del anillo de concreto quedará con un mínimo de ¾ pulgada (19 mm) fuera de las placas del fondo. Se debe proveer drenaje adecuado desde adentro del anillo de concreto.
11.4.1.4 Tipo 4. Tanques soportados sobre berma granulosa. La berma será de piedra o grava de granulometría bien controlada. La berma se extenderá un mínimo de 3 pies (0.9 m) afuera del cuerpo del tanque y a partir de ahí tener gradiente máximo de 1:1.5. La berma debajo del cuerpo estará a nivel dentro de ± 1/8 pulgada (3.2 mm) en cualquier circunferencia de 10 pies (0.9 m) y dentro de ± 1/2 pulgada (12.7 mm) en la circunferencia total. Se proporcionará protección adecuada para asegurar contra deslave de la base. 11.4.1.5 Tipo 5. Tanques soportados por bermas granulosas con anillos de contención de acero. La berma será de piedra o grava de granulometría controlada. La berma se extenderá hasta el anillo de contención de acero. El tamaño y el recubrimiento del anillo de contención se especificará por el comprador y tendrá un mínimo de 12 pulgadas (302.8 mm) desde el cuerpo o a una distancia suficiente para asegurar la estabilidad de la berma debajo del cuerpo en el evento de que sea removido anillo de acero de contención. La berma debajo del cuerpo estará a nivel dentro de ± 1/8 pulgada (3.2 mm) en cualquier circunferencia de 10 pies (0.9 m) y dentro de ± ½ pulgada (12.7 mm) en la circunferencia total. 11.4.1.6
Tipo 6. Tanques con un anillo base de asiento ahogada en la losa de concreto. El anillo base de asiento será soportado sobre una zapata circular de concreto antes de vaciar el concreto de la losa. Se proporcionará un claro de 3 pulgadas (76.2 mm) mínimo entre la cara superior de la losa y el fondo del anillo base. La guarnición al exterior tendrá un ancho mínimo de 8 pulgadas (203.2 mm) y su cara superior estará a nivel dentro de ± 1 pulgada con la cara superior de la losa. Se adherirá como mínimo una barrera contra agua dentro de la superficie del anillo base de asiento a una distancia mínima de 2 pulgadas debajo de la cara superior de la losa. Se empleará acero de refuerzo contra encogimiento en la losa adyacente al interior y el exterior del anillo base de asiento de acuerdo con ACI 318. Para losas de concreto sobre el terreno, el fabricante proporcionará las especificaciones de preparación del xliv Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
material de sub-base, si así es requerido por el las especificaciones del comprador (ver prefacio, Sección III.C, ítem 11). 11.5
Diseño en Detalle de Bases
11.5.1
Altura sobre el terreno. Las caras superiores de las bases de concreto tendrán un mínimo de 6 pulgadas (152.4 mm) arriba del nivel adyacente, a menos que el comprador lo especifique diferente. Profundidad mínima de las bases. La profundidad mínima de las bases se determinará según la Figura 3. La profundidad de penetración de congelación extrema en la Figura 3 será la profundidad mínima de la base debajo del nivel del suelo. La profundidad de las bases se incrementará en esas localidades donde el suelo u otros factores son favorables para la penetración honda de congelación y reducirse para pilastras que descansan sobre roca. Consulte los registros de penetración extrema de congelación en el área circulada de la Figura 3. Eel suelo expansivo o los requerimientos de capacidad de carga podrían determinar las profundidades mayores. La profundidad mínima será de 12 pulgadas (304.8 mm).
11.5.2
Consulte los registros locales para esta área
Kilómetros
Figura 3 Penetración extrema de congelación-pulgadas (basadas en promedios estatales)
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11.5.3 Tamaños de caras superiores. Las caras superiores de las bases se proyectarán al menos 3 pulgadas más allá del cuerpo del tanque. En aplicaciones de anillo base, la cara superior de la base deberá proyectarse un mínimo de 8 pulgadas (203 mm) más allá del cuerpo del tanque. La esquina de la cara superior quedará redondeada o terminada con un chaflán apropiado. Cuando se requieren tornillos de anclaje, las bases se extenderán cuando menos 9 pulgadas (228.6 mm) más allá del cuerpo del tanque. 11.5.4 Bases con pilotes. Si se requiere una base soportada por pilotes, el comprador especificará el tipo de pilote y la profundidad debajo del nivel del terreno para emplearse para cotizar y diseñar las capacidades para las cargas vivas y muertas, incluyendo el peso de todo el suelo arriba de la cimentación, y para cargas vivas y muertas combinadas con cargas de viento o sísmicas o ambas. 11.6
Concreto: Diseño, Materiales y Construcción
El diseño de las bases de concreto, las especificaciones del cemento y agregado, y el mezclado y colocado del agregado será de acuerdo con ACI 318, excepto sea modificado por acuerdo entre el comprador y el constructor. 11.6.1 Tolerancias en las bases de concreto. Anillos de concreto y losas, después de colocar mortero o antes de colocar el rellenador de fibra de caña para uniones, estará a nivel dentro de ± 1/8 pulgada (3.08 mm) dentro de cualquier circunferencia de 30 pies (9.1 m) debajo del cuerpo. La nivelación en la circunferencia no variará más de ± 1/4 pulgada (6.4 mm) referida a un plano establecido. La tolerancia en concreto vaciado antes de aplicar mortero deberá ser ± 1 pulgada (25.4 mm). 11.6.2 Acabado. Las porciones superiores de las bases, hasta un nivel 6 pulgadas (152.4 mm) debajo del nivel propuesto de suelo, serán terminadas a un acabado liso tipo cimbra de acuerdo con ACI 301. Cualquier pequeño hueco podrá taparse con mortero tan luego que sea posible después de retirar la cimbra. 11.6.3 Tornillos de anclaje. Es responsabilidad del constructor, colocar los tornillos de anclaje dentro de ¼ pulgada (6.35 mm) del trazado del fabricante, de diseño de los tornillos de anclaje. 11.6.4 Anillo de fijación de la base. Si se requiere un anillo de fijación de la base, es la responsabilidad del constructor nivelar el anillo de fijación dentro de 1/16 pulgada (1.54 mm) de nivelado y concéntrico dentro de ¼ pulgada (6.35 mm). El constructor localizará el anillo de fijación de la base de acuerdo con el diseño del fabricante. 11.7 Relleno Para tanques con base de anillo de concreto, toda la capa vegetal, materia orgánico y material no deseable dentro del anillo de concreto será retirado y repuesto por un relleno controlado con capacidad de carga especificado por el diseñador de la base. Los suelos naturales y el relleno con capacidad de carga dentro del anillo será xlvi Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
capaz de soportar el fondo del tanque sin asentamiento general ni asentamiento reducido que pudiera causar falla del fondo del tanque adyacente al anillo. 11.7.1 Material y compactación. El relleno con capacidad de carga será material adecuado no congelado y compactado en capas horizontales uniformes hasta alcanzar el grado de compactación requerido por el diseño de la base. La carga por agua y la altura del anillo se tomarán en cuenta al determinar el grado de compactación. 11.7.2 Protección de tuberías. Se proporcionará protección para tuberías de acuerdo con la Figura 4, salvo que condiciones locales dicten el empleo de más o menos protección.
Kilómetros
Figura 4 Profundidad recomendada para protección de tuberías arriba del lomo de la tubería, en pies
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SECCIÓN 12: DISEÑO SÍSMICO DE TANQUES CON FONDO PLANO PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA Sección 12.1 Generales 12.1.1 Aplicabilidad. Esta sección se empleará como está prescrito en la Sección 3.2.5. 12.1.2 Forma para tabulación de datos sísmicos. Se incluye en la Sección 12.7 una forma simple para tabulación de datos sísmicos para empleo por el comprador. Le sigue un ejemplo para demostrar el empleo de la forma. La forma de tabulación para datos sísmicos será completada por el comprador. 12.2 Consideraciones del Diseño Sísmico 12.2.1 Método de masa efectiva. El diseño de tanques de fondo plano soportados sobre el suelo, reconoce la reducción de la carga sísmica debido a la agitación de líquido contenido. Este procedimiento es conocido como el método de masa efectiva. Vea las referencias en la Sección 12.8 para detalles de este método de diseño. 12.2.2 Tanques anclados y tanques no anclados. Tanques de fondo plano pueden estar anclados o sin anclas para resistir terremotos. * 12.2.2.1 Los tanques anclados podrían estar sujetos a desgarre del cuerpo, si no se diseñan apropiadamente. Se debe poner cuidado para asegurar que accesorios de fijación al tanque de los tornillos de anclaje sean más resistentes que los tornillos. La experiencia demuestra tanques anclados debidamente diseñados retienen mayor resistencia de reserva a sobrecargas sísmicas que tanques sin anclar. El anclaje se diseñará de manera que los tornillos de anclaje cedan antes que los accesorios de fijación al cuerpo. 12.2.2.2 La resistencia sísmica de un tanque sin anclar, esta relacionada con la relación altura-diámetro de la estructura. Sección 12.3 Cargas Sísmicas de Diseño Las siguientes cargas de diseño se basan en una probabilidad consistente de movimientos sísmicos en los Estados Unidos. Se ha incluido un factor de uso basado en el uso y la importancia del tanque. Los esfuerzos permisibles de esta sección se aplican únicamente a condiciones de carga, las cuales incluyen cargas sísmicas definidas en esta norma. La carga estática y las condiciones del viento son cubiertas por la Sección 3. Los esfuerzos permisibles para los tornillos de anclaje se conformarán a los esfuerzos de la AISC (ASD). 12.3.1 Procedimiento de masa efectiva. El procedimiento de masa efectiva considera dos modos de respuesta, el tanque y su contenido: (1) la respuesta amplificada de alta frecuencia al movimiento en tierra del cuerpo del tanque y el techo conjuntamente *
Si se emplea un diseño de tanque sin anclaje, el ancho anular engrosado del fondo máximo (en dirección radial) que se emplee para resistir el volteo se limitará al 7 por ciento del radio del tanque. Para el espesor máximo anular del fondo, vea Sección 12.3.3.2. El tanque debe ser anclado si cumple con estos criterios. xlviii Copyright © 1998 American Water Works Association. All Rights Reserved
con una porción del contenido del tanque que se mueve al unísono con el cuerpo, y (2) la respuesta amplificada de baja frecuencia de una porción del contenido líquido en el modal de agitación. El diseño requiere la determinación de la masa hidrodinámica asociada con cada modal y la fuerza lateral y el momento de volteo aplicados al cuerpo como resultado de la respuesta de las masas al movimiento lateral de suelo. El cortante y el momento de volteo debidos a fuerzas sísmicas aplicados al fondo del cuerpo, serán determinados de acuerdo con las siguientes fórmulas: Cortante de la base: VACT =
18ZI [0.14(Ws + Wr + Wl ) + SC1W 2] Rw
Momento de volteo: 18ZI M = [0.14(WsXs + WrHt + W 1 X 1) + SW 2 X 2C 2] Rw
(Ec 15)
(Ec 16)
Donde: VACT = cortante lateral real, en libras M = momento de volteo aplicado al fondo del cuerpo del tanque, pies-libras o alguna otra unidad consistente Z = coeficiente de zona, de la Figura 5 y la Tabla 3 I = factor de uso, de la Tabla 6 Rw = coeficiente de reducción esfuerzo, de la Tabla 4 Ws = peso total del fondo del tanque y sus complementos significativos, en libras. El fondo no se incluirá en el cálculo del momento de volteo en la Ecuación 16 Wr = el peso total del techo del tanque (incluyendo armadura y charnela) más las cargas permanentes, si las hay, según sea especificado por el comprador, en libras. Únicamente esa porción del techo que se apoya en el cuerpo se considerará para el momento de volteo en Ec 16 Ht = altura total del cuerpo del tanque, en pies W1 = peso de la masa efectiva del contenido del tanque que se mueve al unísono con el cuerpo del tanque, en libras (Sección 12.3.2) X1 = altura desde el fondo del cuerpo de tanque al centroide de la fuerza lateral sísmica aplicada a W1, en pies (Sección 12.3.2) S = factor de amplificación del sitio tomado de la Tabla 5. Se supone sea 1.5 a menos que el comprador especifique diferente. W2 = peso de la masa efectiva del primer modal del contenido agitado en la parte superior del tanque, en libras (Sección 12.3.2) X2 = altura desde el fondo del cuerpo del tanque hasta el centroide de la fuerza sísmica lateral aplicada a W2, en pies (Sección 12.3.3) C1 se determina como sigue: Para la condición donde Tw
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