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Soportería Antisísmos. Presentación

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by EDGAR MONTIEL on 17 July 2014

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Transcript of Soportería Antisísmos. Presentación

Tentativamente, separe los soportes laterales a una distancia máxima de 40 ft (12 m) a lo largo de las tuberías principales a partir de los localizados en los extremos, estos a una distancia no mayor a 6 ft (1.8 m) de ambos extremos; de igual modo, separe tentativamente los soportes longitudinales a 80 ft (20 m) a lo largo de las tuberías principales a partir de los localizados en los extremos, estos a una distancia no mayor a 40 ft (12.20 m) de ambos extremos . Los soportes longitudinales deben encontrarse con la tubería en ángulo recto, y los longitudinales deben estar alineados con la tubería.
Determinar el coeficiente sísmico de la región, tomando este de la tabla 9.3.5.6.2 en función del espectro de aceleracion de respuesta del la región, mismo que deberá ser proporcionado por la autoridad competente de la misma región o tomado de mapas de zonas sísmicas.
Cargas Sísmicas Horizontales
Las cargas horizontales de diseño para los soportes antisísmicos se determinan en base a la propia zona de influencia de cada uno.
Para determinar dichas zonas de influencia podremos basarnos en la fig A.9.3.5.6 (e), en donde se muestran esquemas típicos de sistemas que nos servirán como ejemplo para poder determinar dichas zonas.
Los soportes antisísmicos se deben diseñar para resistir tanto fuerzas de tensión como de compresión. Se podrán incluir soportes que resistan solamente a la tensión cuando sean listados únicamente para esta condición de carga y cuando se instalen de acuerdo a sus limitaciones establecidas, incluyendo sus instrucciones de instalación.

Para todos los soportes antisísmicos, sean listados o no, la capacidad de carga máxima permitida deberá estar basada en su componente más débil, incluyendo factores de seguridad.
Soportes Antisísmicos Laterales
Se deben colocar soportes antisísmicos laterales en todas las tuberías de alimentación y principales sin importar su diámetro, así como en todos los ramales y/o tuberías con diámetros de 2 1/2” o mayores.

Únicamente este tipo de soportes deberán estar de acuerdo con las Tablas 9.3.5.3.2(a), (b), (c), (d) o (e), evitando en todo momento rebasar la carga máxima permisible para cada tipo de tubería.

Deberán colocarse a una distancia no mayor a 6 ft (1.83 m) respecto a los extremos de los cabezales y/o ramales, distribuyendo soportes a partir de los localizados en los extremos, a lo largo de la tubería a distancias no mayores a 40 ft (12.19 m).

Se permite que estos soportes actúen como soportes antisísmicos longitudinales de tuberías adyacentes si el eje de dicha tubería se encuentra a una distancia de 24 in. (610 mm) del soporte como máximo y el soporte antisísmico lateral se encuentra en una tubería de igual o mayor diámetro que la adyacente.

Diseño de Soportes Antisísmicos.
BASES DE DISEÑO
Soportes antisísmicos de cuatro sentidos
Las tuberías verticales con una longitud igual o mayor a 3 ft (1 m) deberán de disponer de un soporte antisísmico de cuatro sentidos en la parte superior. En tuberías verticales menores a 3 ft (1 m) podrá omitirse el empleo de dicho soporte.

Cuando un soporte antisísmico de cuatro sentidos se encuentre instalado en una tubería horizontal, deberá estar a no más de 24 in. (610 mm) del eje de la tubería vertical, y las cargas para este soporte deberán incluir tanto las de la tubería vertical como la horizontal.

La distancia entre soportes antisísmicos de cuatro sentidos en tuberías verticales no debe ser mayor a 25 ft (7.6 m). En caso de que por alguna razón exista una longitud mayor en la tubería vertical, que impida mantener esa distancia mínima, deberá incluirse un soporte antisísmico de cuatro sentidos en un punto intermedio de los provistos en los extremos.

Instalación de soportes antisísmicos
Las cargas horizontales determinadas no deberán exceder las máximas permitidas indicadas en la tabla 9.3.5.8.7 (a), la tabla 9.3.5.8.7 (b), y en la Tabla 9.3.5.8.7 (c) ó las cargas horizontales máximas permitidas por el fabricante, para ángulos de 30 a 44 grados, 45 a 59 grados, 60 a 89 grados ó 90 grados. (Medidos respecto a la vertical).
Elementos de fijación
El tipo de fijación de cualquier soporte antisísmico a la estructura que ha de brindarle apoyo, se limitarán a los que se muestran en la Figura 9.3.5.9.1, o según a sus especificaciones listadas.
Soportes antisísmicos longitudinales.
Se deben colocar soportes antisísmicos longitudinales en todas las tuberías de alimentación y principales sin importar su diámetro, así como en todos los ramales y/o tuberías con diámetros de 2 1/2” o mayores.

Se colocarán soportes antisísmicos longitudinales a una distancia no mayor a 40 ft (12.19m) respecto a los extremos de los cabezales y/o ramales, distribuyendo el resto de los soportes, a partir de los localizados en los extremos, a lo largo de la tubería a distancias no mayores a 80 ft (24.38 m)

Se permite que estos soportes actúen como soportes antisísmicos laterales de tuberías adyacentes si la distancia al eje de dicha tubería se encuentra a 24 in. (610 mm) como máximo y el soporte antisísmico longitudinal se encuentra en una tubería de igual o mayor diámetro que la adyacente.

Las tuberías de un sistema contra incendio deben ser reforzadas para resistir las cargas horizontales, ya sean laterales ó longitudinales, así como para impedir los movimientos verticales provocados al suscitarse un sismo.

Deberá determinarse que los elementos estructurales a los que estos soportes habrán de fijarse sean capaces de resistir las cargas aplicadas por estos al momento de ocurrir un sismo.
Zonas de Influencia para Soportes Antisísmicos
Laterales
Longitudinales
De cuatro sentidos
“las zonas de influencia no pueden determinarse rigurosamente de manera simétrica respecto a la separación de los soportes. La intención de esto por parte de la de la NFPA 13 es poder escoger la zona de influencia que presente las condiciones de carga mas criticas de una manera práctica”
La fuerza horizontal,
( Fpw )
, actuando en los soportes,
se deberá tomar como:
Fpw = Wp x Cp

Wp
= Peso de las tuberías llenas de agua que influyen en el soporte. Según el tipo de tuberías, sus pesos se toman de la tabla A.9.3.5.6 y,
Cp
= Coeficiente Sísmico. Este coeficiente puede seleccionarse de la tabla 9.3.5.6.2, en función de la Aceleracion de Respuesta Espectral del terreno (Ss), parámetro que debe ser proporcionado por la autoridad competente; o, por Mapas de zonas Sísmicas.
Donde:
Una vez determinada la fuerza horizontal del conjunto de tuberías dentro de la zona de influencia,

se incrementará un

15 %

al total debido al peso de las conexiones, accesorios y válvulas que incluya el sistema.
Para tuberías que no sean listadas se considerarán los valores de la Tabla 9.3.5.3.2 (c) ó los proporcionados por el fabricante.
Todas las partes de los soportes antisísmicos deberán estar ajustadas.

Para los soportes individuales, la relación de esbeltez (l / r) no podrá ser superior a 300, donde l es la longitud del brazo y r es el radio de giro mínimo.

Cuando se utilice tubería roscada como parte del montaje de un soporte antisísmico, esta no deberà ser menor a cédula 30.

Todos los componentes y accesorios de un soporte antisísmicos deberán estar alineados para evitar cargas excéntricas sobre dichos accesorios y elementos de fijación.

Sólo para los soportes longitudinales, se permitirá que dicho soporte sea conectado a una pestaña soldada a la tubería conforme a NFPA 13 Sec. 6.5.2.

Basándose en los elementos más débiles del soporte antisísmico, las capacidades de carga de dichos elementos deberán reducirse en función del ángulo del soporte con la vertical tal como se indica en la tabla 9.3.5.10.3.
Nota:
Se permite interpolar

linealmente cuando se
usen valores de Ss en un
rango intermedio de los

mostrados en la tabla

9.3.5.6.2.
Cuando se empleen materiales incluidos en las tablas mencionadas, no deberán ser listados necesariamente.
Otras cédulas de tuberías y materiales que no estén incluidos en dichas tablas, se podrán usar si lo certifica un ingeniero profesional para soportar las cargas determinadas acorde con el criterio de estas tablas en cuyo caso deberán presentarse los cálculos cuando lo requiera la autoridad competente.
No se permite el uso de abrazaderas tipo "C" para sujetar los soportes antisísmicos a la estructura del edificio
Basándose en la distancia de las tuberías principales respecto de los miembros estructurales a los que han de fijarse los soportes antisísmicos, seleccionar las formas y tamaños de los brazos a partir de la tabla 9.3.5.8.7 (a), Tabla 9.3.5.8.7 (b) y la Tabla 9.3.5.8.7 (c) , cuidando que el ángulo del soporte con respecto a la vertical no sea menor que 3⁰ grados, más aun, procurar que estos sean de 45 grados o mayores.
Determinar la carga total aplicada a cada soporte de acuerdo a su zona de influencia, multiplicando el peso total de las tuberías incluidas en dicha zona por el coeficiente sísmico de la región. La carga total se multiplicará por 1.15 para incrementar el peso debido a conexiones, accesorios y válvulas.
PROCEDIMEINTO PARA EL DISEÑO DE SOPORTES ANTISÍSMICOS
Si las cargas totales previstos son inferiores a los máximos permitidos en la Tabla 9.3.5.8.7 (a), tabla 9.3.5.8.7 (b), y en la Tabla 9.3.5.8.7 (c) para el tipo de soporte seleccionado, y la carga máxima de la zona de influencia de cada soporte lateral son menores que los valores máximos de la Tabla 9.3.5.3.2 (a) o la tabla 9.3.5.3.2 (b), vaya al paso (6). Si no fuera así, agregar apoyos adicionales para reducir las zonas de influencia de los soportes sobrecargados. (Considerar el soporte mas critico)
Seleccionar cada elemento, verificando que tanto la pieza que sujetará a la tubería como la que ha de unir el brazo con la pieza de fijación a la estructura, así como esta misma, resistan la carga de diseño determinada.
EJEMPLO DEL LLENADO DE TABLA DE CÁLCULO DE SOPORTERÍA ANTISÍSMOS
CP
El tubo de refuerzo es de 1 pulg.
La tubería por soporter es de 8 pulg.
Basándose en los elementos más débiles del soporte antisísmico, las capacidades de carga de dichos elementos deberán reducirse en función del ángulo del soporte con la vertical tal como se indica en la tabla 9.3.5.10.3.
2,015 / 1.414 = 1,425.04
Verificamos que la carga en el soporte no exceda a la permitida en las Tablas 9.3.5.3.2 (a), 9.3.5.3.2 (b), 9.3.5.3.2 (c), 9.3.5.3.2 (d) ó 9.3.5.3.2 (e), según la tubería en la cual este colocado el soporte. Es este caso se encuentra en una tubería cédula 10, por lo cual le corresponde la tabla 9.3.5.3.2 (a), considerando una tubería de 8 in Ø.
Cuando no se proporciona el valor de Ss., se podrá considerar:
Cp=0.5
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