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NCh184/1
I
Contenido
Página
Preámbulo V
1 Alcance y campo de aplicación 1
2 Referencias normativas 1
3 Términos y definiciones 2
4 Símbolos y términos abreviados 3
5 Clasificación 3
6 Requisitos generales 4
6.1 Materiales 4
6.2 Tubos de hormigón simple 2
6.3 Tubos de hormigón armado base plana 7
6.4 Uniones y sellado de uniones 9
7 Reparaciones 10
8 Certificación 10
9 Ensayos 10
10 Marcado del producto 10
11 Figuras 11
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II
Contenido
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Anexo A (informativo) Condiciones de cálculo estructural para tubos dehormigón armado base plana 16
A.1 Alcance 16
A.2 Condiciones de cálculo estructural 16
A.3 Figuras 17
Anexo B (informativo) Verificación estructural de tubos 18
B.0 Introducción 18
B.1 Cálculo estructural de tubos rígidos 18
B.2 Factor de carga (Lf) 20
B.3 Cargas vehiculares 21
B.4 Factor de seguridad 22
B.5 Figuras 23
Anexo C (informativo) Traducción libre de norma DIN 4032, 4.1.3.2 Tubos deHormigón DN250 a DN1500 con campana 28
Anexo D (informativo) Modelos de certificación 31
D.1 Alcance 31
D.2 Certificación de tipo 31
D.3 Certificación de lotes 31
D.4 Marca de conformidad 31
Anexo E (informativo) Bibliografía 32
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III
Contenido
Página
Figuras
Figura 1 Longitud interna del tubo 11
Figura 2 Esquemas de uniones en tubos de hormigón simple Clase A 12
Figura 3 Esquemas de uniones en tubos de hormigón simple Clase B 13
Figura 4 Esquemas de secciones de tubos 14
Figura 5 Disposición de armaduras 15
Figura A.1 Instalación de tubos de hormigón armado de base plana segúncondición del terraplén 17
Figura B.1 Caso 1: Condición de zanja 23
Figura B.2 Caso 2: Condición de terraplén proyección positiva 23
Figura B.3 Caso 3: Condición de terraplén, proyección negativa 24
Figura B.4 Coeficiente tabulado Cd para condición de zanja (Caso 1) 25
Figura B.5 Coeficiente tabulado Cc para condición de terraplén con proyecciónpositiva (Caso 2) y Cn para condición de terraplén con proyección negativa(Caso 3) 26
Figura B.6 Factor de carga Pr para cargas vehiculares 27
Figura C.1 Ejemplos 29
Tablas
Tabla 1 Simbología y términos abreviados 3
Tabla 2 Características dimensionales básicas de tubos de hormigón simple 5
Tabla 3 Longitudes útiles de tubos 5
Tabla 4 Tolerancias en las dimensiones 6
Tabla 5 Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura 6
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IV
Contenido
Página
Tabla 6 Máximo de adición de agua 7
Tabla 7 Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura 8
Tabla 8 Máximo de adición de agua 8
Tabla B.1 Factores de carga (Lf) para tubos base plana - Condición de terraplén -Proyección positiva 21
Tabla C.1 Profundidad P y espesor de pared de la campana S4 para Figura C.1 28
Tabla C.2 Variaciones permisibles de T para uso con anillos de goma circulares 30
V
NORMA CHILENA OFICIAL NCh184/1.Of2001
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado -Parte 1: Tubos circulares de hormigón simple, tubos debase plana de hormigón simple y tubos de base plana dehormigón - Requisitos generales
Preámbulo
El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo elestudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de laINTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISIONPANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esosorganismos.
La norma NCh184/1 ha sido preparada por el Comité Conductos Prefabricados deHormigón y la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudioparticiparon los organismos y las personas naturales siguientes:
BUDNIK S.A. Arturo Budnik O.Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad,CESMEC Ltda. Cecilia Simón B.
Claudio Orellana C.Empresa de Servicios Sanitarios del Bío Bío, ESSBIO Eduardo Susarte B.Empresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS S.A. Claudio Navarro L.Instituto de Investigación y Ensayes de Materiales, IDIEM Yuri Tomicic C.Instituto de la Construcción, IC Claudio Acuña C.Instituto Nacional de Normalización, INN Rodrigo Espinoza G.Ministerio de Obras Públicas, MOP, Departamento de ObrasHidráulicas Hernán Infante A.Prefabricados de Hormigón GRAU S.A. Max Bedriñana S.
Manuel Rodríguez P.Servicio de Vivienda y Urbanismo Metropolitano, SERVIU Arturo Muñoz F.
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VI
Esta norma se estudió para actualizar los requisitos de diseño que deben cumplir los tubosde hormigón simple e incorporar los requisitos generales para tubos de hormigón armadobase plana.
Esta norma se inserta dentro del proyecto FDI Calidad en la Construcción - ActualizaciónTécnica de Normas Chilenas Oficiales.
Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta de norma se ha tomado enconsideración la norma NCh184.Of80 Tubos de hormigón simple para alcantarillado -Requisitos generales, y antecedentes técnicos proporcionados por los miembros delComité.
Los Anexos A, B, C, D y E no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan sólo atítulo informativo.
Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh184.Of80 Tubos de hormigón simple paraalcantarillado - Requisitos generales, declarada Oficial de la República porDecreto N° 1436, de fecha 26 de Agosto de 1980, del Ministerio de Obras Públicas,publicado en el Diario Oficial del 22 de Septiembre de 1980.
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, ensesión efectuada el 28 de Diciembre de 2000.
Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N°409, de fecha26 de Marzo de 2001, del Ministerio de Obras Públicas, publicado en el Diario Oficial del 13de Mayo de 2002.
1
NORMA CHILENA OFICIAL NCh184/1.Of2001
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado -Parte 1: Tubos circulares de hormigón simple, tubos debase plana de hormigón simple y tubos de base plana dehormigón - Requisitos generales
1 Alcance y campo de aplicación
Esta norma establece los requisitos generales que deben cumplir los tubos prefabricadosde hormigón simple de sección circular o de base plana, y los tubos de hormigón armadode base plana, y sus uniones respectivas, utilizados en redes de alcantarillado y, engeneral, para la conducción a la presión atmosférica de sustancias líquidas o sólidasarrastradas por líquidos.
2 Referencias normativas
Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través dereferencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma.
NCh44 Inspección por atributos - Tablas y procedimientos de muestreo.NCh148 Cemento - Terminología, clasificación y especificaciones generales.NCh185 Tubos de hormigón simple para alcantarillado - Ensayos.NCh409/1 Agua potable - Parte 1: Requisitos.NCh1173 Acero - Alambre liso o con entalladuras, de grado AT56-50H, para
uso en hormigón armado - Especificaciones.NCh1498 Hormigón - Agua de amasado - Requisitos.NCh2182 Hormigón y mortero - Aditivos - Clasificación y requisitos.ASTM C443 [M]*) Specifications for Joints for Circular Concrete Sewer and Culvert
Pipe, Using Rubber Gaskets.
*) Mientras no exista la norma chilena correspondiente, se debe usar esta norma.
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3 Términos y definiciones
Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones siguientes:
3.1 tubo: pieza prefabricada de hormigón de sección interna circular en toda su longitud,excepto en sus extremos
3.2 tubo de base plana: tubo que incluye una cama de apoyo incorporada monolíticamente,del mismo material base de la pieza
3.3 tubo de hormigón simple: tubo que no lleva armadura, o en caso de existir ésta notiene función estructural. En esta definición se incluyen los tubos corrientes, clase A, cono sin base plana, y los tubos de alta resistencia, clase B (ver cláusula 6)
3.4 tubo de hormigón armado: tubo con armadura de acero que cumple una funciónestructural. En esta definición se incluyen los tubos con base plana (ver cláusula 6). Ladisposición de las armaduras se muestra en Figura 5
3.5 unión: partes extremas del tubo utilizadas para obtener la continuidad entre un tubo yotro o entre un tubo y una pieza especial
3.6 sellos de unión: conjunto de elementos de ajuste de tubos entre sí; o entre un tubo yuna pieza especial, con el fin de asegurar la estanquidad
3.7 dimensión nominal (DN): designación numérica, sin unidades, de la medida de untubo, que corresponde a un número entero, aproximadamente igual a las dimensiones defabricación en milímetros para el diámetro interior
3.8 longitud interna del tubo (L): distancia entre el fondo del extremo hembra y el bordemás saliente del extremo macho (ver Figura 1)
3.9 cuantía de armadura: área de la sección transversal de armadura por unidad delongitud de tubo, correspondiente a un corte longitudinal de la pieza
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4 Símbolos y términos abreviados
Para esta norma se adopta la notación que se presenta en Tabla 1 siguiente:
Tabla 1 - Simbología y términos abreviados
Símbolo Significado Unidad
a Apertura de la unión de campana y espiga mm
DI Diámetro interior del tubo mm
DN Diámetro nominal interior mm
b Ancho mínimo de la base en tubos con base plana mm
de Diámetro externo del tubo mm
di Diámetro interno de la unión mm
e Espesor mínimo de pared mm
e’ Espesor mínimo de la base en tubos con base plana mm
L Longitud útil del tubo m
MA Máximo de adición de agua cm3/m
P Profundidad mínima en la unión exterior mm
P’ Profundidad mínima en la unión interior para tubos clase B y base plana mm
RM Resistencia mínima a la compresión diametral kN/m
t Apertura de la unión mm
NOTA - En Figuras 2, 3 y 4 se muestra la correspondencia de las variables geométricas con las dimensiones delos tubos.
5 Clasificación
Los tubos se clasifican como sigue:
5.1 De acuerdo con su dimensión interior nominal DN, en mm, en las series que se indicanen Tabla 2.
5.2 De acuerdo con la ausencia o presencia de armadura en:
a) tubos de hormigón simple;
b) tubos de hormigón armado.
5.3 Los tubos de hormigón simple, de acuerdo a la resistencia del hormigón en:
a) clase A o tubos corrientes;
b) clase B o tubos de alta resistencia.
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5.4 Los tubos de hormigón armado, de acuerdo a la cuantía de la armadura elíptica y a laresistencia a la compresión diametral, según Tabla 7 en:
a) tubos tipo - 1;
b) tubos tipo - 2.
5.5 De acuerdo con la sección en:
a) tubos de sección circular;
b) tubos de base plana.
5.6 De acuerdo con el tipo de unión en:
a) tubos con unión de campana y espiga;
b) tubos con unión de medio espesor.
5.7 De acuerdo al tipo de sello de unión en:
a) rígida (con mortero u otro);
b) flexible (con anillo de goma u otro).
6 Requisitos generales
6.1 Materiales
6.1.1 El cemento debe cumplir con NCh148.
6.1.2 Se pueden incluir adiciones minerales que permitan cumplir los requisitos de estanorma (Puzolanas, cenizas volantes, etc.).
6.1.3 Los áridos deben ser aquellos procedentes de río, mina o piedra machacada. Lagranulometría de los áridos que se utilice debe ser estudiada por el fabricante de maneraque el producto terminado cumpla los requisitos señalados en esta norma.
6.1.4 El agua de amasado debe cumplir con NCh1498, o bien con NCh409/1, segúncorresponda.
6.1.5 El acero de las armaduras en los tubos de hormigón armado base plana debe tenerun límite elástico mayor o igual a 5 000 kg/cm2. Para esto se puede utilizar el aceroAT56-50H, de acuerdo a la clasificación de NCh1173.
6.1.6 Los aditivos deben cumplir con los requisitos de NCh2182.
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6.1.7 Se pueden utilizar fibras inertes en el hormigón del tubo como material noestructural, siempre que se cumplan los requisitos de esta norma.
6.2 Tubos de hormigón simple
Los tubos de hormigón simple deben cumplir con los requisitos que se indican enTablas 2, 3, 4 y 5.
6.2.1 Dimensiones nominales
Tabla 2 - Características dimensionales básicas de tubos de hormigón simple
Dimensiones en milímetros
Tubos Clase A Tubos Clase B Tubos con base planaDN
e P a t e e e’ b
100 19 50 10 3 20 - - -
150 19 50 10 3 23 - - -
175 22 50 10 3 30 - - -
200 22 50 10 3 32 - - -
250 26 50 15 3 32 - - -
300 33 50 15 3 38 - - -
350 36 50 15 3 45 - - -
400 40 50 15 5 55 - - -
450 45 50 15 5 60 - - -
500 50 26 - 6 69 - - -
600 57 26 - 7 - 91 136 360
700 68 40 - 7 - 91 162 420
800 77 40 - 8 - 98 185 480
900 86 42 - 8 - 109 206 540
1 000 95 42 - 9 - 120 227 600
1 200 105 50 - 10 - 140 267 720
6.2.2 Longitudes útiles
Tabla 3 - Longitudes útiles de tubos
DN, L,
mm m
100 1 - - - - - -
150 - 250 1 1,20 1,25 - - - -
300 - 500 1 1,20 1,25 1,50 1,75 2,00 2,50
600 - 1 200 1 1,20 1,25 1,50 1,75 2,00 2,50
NOTA - Se pueden aceptar tubos de cualquier longitud intermedia o superior, siempre que se cumplan losrequisitos de esta norma.
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6.2.3 Tolerancias en las dimensiones
6.2.3.1 Las dimensiones de los tubos deben cumplir con las tolerancias que se indican enTabla 4.
Tabla 4 - Tolerancias en las dimensiones
DN, LDesviación admisible,
tDesviación admisible,
aDesviación admisible,
Mm % mm mm
100 a 350 ± 1 ± 2 ± 2
400 a 800 ± 1 ± 3 ± 3
900 a 1 200 ± 1 ± 4 ± 4
NOTA - El valor de t corresponde a 2
dd ei −.
6.2.3.2 El eje del tubo debe ser recto, con una tolerancia de ±10% del espesor del tuboen 1 m de longitud.
6.2.3.3 El Diámetro Interno del tubo tendrá una tolerancia de –0,5% y +2,5% respectoal Diámetro Nominal.
6.2.4 Resistencia mecánica
Tabla 5 - Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura
Tubos de sección de circular Tubos de base planaDN,
Clase A Clase B Clase B
mm RM, kN/m RM, kN/m RM, kN/m
100 17 18 - 150 17 19 - 175 17 20 - 200 17 21 - 250 18 22 - 300 19 27 - 350 20 35 - 400 21 43 - 450 22 46 - 500 24 52 - 600 28 - 70 700 31 - 80 800 33 - 84 900 35 - 921 000 37 - 1001 200 39 - 113
NOTA - Para los efectos de esta norma 1 kN = 100 kgf.
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6.2.5 Máximo de adición de agua
Tabla 6 - Máximo de adición de agua
Tubos de sección de circular Tubos de base planaDN,
Clase A Clase B Clase Bmm MA, cm3/m MA, cm3/m MA, cm3/m
100 100 100 -
150 110 110 -
175 115 115 -
200 120 120 -
250 140 140 -
300 160 160 -
350 180 180 -
400 210 210 -
450 240 240 -
500 270 270 -
600 300 - 300
700 330 - 330
800 360 - 360
900 400 - 400
1 000 440 - 440
1 200 520 - 520
6.3 Tubos de hormigón armado base plana
Los tubos de hormigón armado base plana deben cumplir como mínimo con los requisitossiguientes:
6.3.1 Dimensiones mínimas, longitudes útiles, y tolerancias en dimensiones
Los tubos de hormigón armado de base plana, deben cumplir con los mismos términosseñalados para el tubo de hormigón simple base plana en Clase B, Tablas 2, 3, y 4.
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6.3.2 Resistencia mecánica
Tabla 7 - Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura
Armadura elíptica,cm2/ml RM, kN/mDN,
mmTipo - 1 Tipo - 2 Tipo - 1 Tipo - 2
600 4,64 6,28 88 106
700 4,92 6,64 98 125
800 5,34 7,16 112 147
900 5,93 8,10 124 162
1 000 6,58 8,97 142 176
1 200 7,80 10,73 169 219
NOTAS
1) El mandante puede solicitar resistencias mecánicas superiores a las indicadas para las cargas de ensayo ala rotura y de fisuración de común acuerdo con el fabricante.
2) Las cuantías indicadas se calculan utilizando el método a la ruptura para las condiciones señaladas en elAnexo A. Los cálculos bajo condiciones y metodologías diferentes se deben justificar técnicamente.
3) A valores equivalentes a 0,75 del señalado, el elemento no debe presentar fisuras superiores a 0,254 mm.
4) Se puede utilizar doble malla en lugar de malla elíptica, siempre que exista el cálculo estructural que avaleel cumplimiento de los requisitos de esta norma.
5) En Figura 5 se presentan las posibles disposiciones de la armadura circunferencial.
6.3.3 Máximo de adición de agua
Tabla 8 - Máximo de adición de agua
MA, cm3/mDN,mm Tipo - 1 y Tipo - 2
600 300
700 330
800 360
900 400
1 000 440
1 200 520
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6.3.4 Armaduras
6.3.4.1 Las armaduras deben llevar un recubrimiento de hormigón de 25 ± 3 mm. Laforma elíptica de las armaduras debe corresponder a aquella elipse de mayor excentricidadque permitan las dimensiones de los tubos y los recubrimientos mínimos señalados,siendo su eje mayor horizontal. Las armaduras deben mantener su posición y no sufrirdeformación durante la fabricación del tubo. Para el caso de la armadura longitudinal, lacuantía del acero utilizado debe ser como mínimo 2 por 1 000 en su sección.
6.3.4.2 Si los empalmes no son soldados, la armadura debe ser sobrepuesta a no menosde 20 diámetros para barras deformadas y alambres deformados en frío; y 40 diámetrospara barras lisas y alambres trefilados en frío. Además, cuando la malla sobrepuesta,fabricada de alambre soldado, sea usada sin soldar, el traslape debe contener un alambrelongitudinal.
NOTA - Los empalmes se deben ubicar en zonas de mínima tracción.
6.3.4.3 Cuando los empalmes sean soldados y no estén sobrepuestos al mínimo arribarequerido, en las pruebas de tracción realizadas de muestras representativas, se debedesarrollar al menos el 50% de la resistencia mínima especificada para el acero, y se debeutilizar un traslape mínimo de 50 mm. Para los empalmes con extremos soldados enbarras o alambre, de mallas en forma helicoidal, los resultados de las pruebas de tracciónque se hagan en muestras representativas deben ser al menos 75% de la resistenciamínima especificada para el acero.
6.3.5 Armadura en las uniones
6.3.5.1 El largo de la juntura, significa la longitud interna de la campana o la longitudexterna de la espiga, medida desde el hombro hasta el final de la sección del tubo.
6.3.5.2 Para tubos de diámetros de 300 mm y superiores, el extremo de la campana debetener armadura circunferencial. Esta armadura es una extensión de la malla externa o unasola malla de la pared, tomando la que sea menor, o puede ser una malla independiente almenos de la misma cuantía con armaduras longitudinales. Si se utiliza una mallaindependiente, ésta se debe extender dentro del tubo con el último anillo circunferencial almenos a 25 mm pasado el hombro interior, donde el cuerpo del tubo se une a la campanade la unión.
6.4 Uniones y sellado de uniones
6.4.1 Las uniones de los tubos pueden ser rígidas o flexibles, y se deben diseñar de talforma que cuando las partes sean unidas formen una línea continua de tubos, de seccióninterior constante, libre de irregularidades en la línea de flujo.
6.4.2 Cuando se desee efectuar juntas flexibles, se puede adoptar uniones de seccióncircular o de otras formas geométricas y dimensiones que aseguren la estanquidad de launión, como por ejemplo DIN 4032, capítulo 4.1.1.2 (ver Anexo C).
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6.4.2.1 Unión flexible. Para los tubos de unión flexible en uso de alcantarillado de aguasservidas, la goma utilizada como sello debe cumplir con norma ASTM C443 [M], aexcepción de las presiones de prueba en las uniones, las que deben cumplir con 6.4.2.2.
6.4.2.2 Estanquidad de las uniones. Para la prueba de estanquidad se requiere un sistemaque permita la unión de dos o más tubos, y sus uniones respectivas, realizada segúnNCh185. Durante el ensayo no se deben observar filtraciones.
7 Reparaciones
Si es necesario se pueden reparar las imperfecciones de fabricación de los tubos o losdaños producidos durante la manipulación y se aceptan si, en opinión del comprador, lareparación cumple las especificaciones de esta norma. El tipo de reparación debe serdefinida y especificada por el fabricante y aceptada por el comprador.
8 Certificación
8.1 Si así lo exigiese el comprador y/o la Autoridad Competente, el fabricante odistribuidor debe proporcionar una Certificación de Conformidad del tubo de hormigón quese suministre. La Certificación de Conformidad debe ser realizada por un organismo quesea reconocido para tal efecto por la Autoridad Competente.
8.2 El modelo de certificación debe ser de común acuerdo entre el comprador y elfabricante; a modo de guía se señalan en Anexo C tres modelos de certificación.
9 Ensayos
Los ensayos se deben efectuar de acuerdo con NCh185.
10 Marcado del producto
10.1 La siguiente información debe ser marcada y legible en cada tubo:
10.1.1 Clase del tubo y la designación especificada.
10.1.2 Fecha de fabricación.
10.1.3 Nombre o marca comercial del fabricante, e
10.1.4 Identificación de la planta.
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10.2 En cada tubo con armadura elíptica, se debe marcar claramente la posición del ejemenor de la armadura elíptica o a lo largo del eje vertical de la armadura cuadrantedurante el proceso de fabricación o inmediatamente después, sobre la parte interna yexterna de la pared en uno de los extremos, indicando la posición final del tubo.
10.3 Las marcas se deben indentar en la sección de pared del tubo o se deben pintar conpintura a prueba de agua.
11 Figuras
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Anexo A(Informativo)
Condiciones de cálculo estructural para tubos de hormigón armadobase plana
A.1 Alcance
En el presente anexo se indican condiciones para el cálculo estructural de los tubos dehormigón armado base plana con las que se calcularon las cuantías de Tabla 7 del cuerpode la norma.
A.2 Condiciones de cálculo estructural
1) La carga total admisible sobre el tubo se determina según el método de Marston,para la condición de terraplén en proyección positiva, para alturas sobre la clave de 6y 8 m, de los tubos tipo 1 y tipo 2 respectivamente.
2) La solicitación generada por el paso de vehículos, según norma AASHTO-1983,camión tipo HS 20, con impacto incluido.
3) Coeficiente de seguridad 1,5.
4) Material de relleno suelo corriente (grava arena) con densidad 1 900 kg/m3.
5) Factor de asentamiento rsd = 0,5.
6) Altura de relleno mínimo de 0,30 m sobre la clave.
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A.3 Figuras
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Anexo B(Informativo)
Verificación estructural de tubos
B.0 Introducción
Los tubos al ser enterrados quedan sometidos principalmente a esfuerzos por peso delterreno y a eventuales cargas por tránsito vehicular. La magnitud de las cargas yesfuerzos a que es sometido un tubo, es influenciada por una serie de factores entre losque se destacan:
- Condiciones de instalación
- Ancho de zanja
- Profundidad de la zanja
- Diámetro y material del tubo
- Características geotécnicas del suelo
- Relleno de la zanja
- Tipo de tránsito vehicular
- Peso propio y del fluido a transportar
- Sobrecargas fijas y móviles
- Reacciones de apoyo
- Movimiento sísmico
- Subpresión
B.1 Cálculo estructural de tubos rígidos
A continuación se resume el método desarrollado en ISO-2785:1974 para el cálculoestructural de tubos rígidos. Dicha metodología se entrega como informativa y esaplicable a los tubos prefabricados de hormigón, tanto corrientes como de alta resistenciay armadas (redondas y de base plana).
B.1.1 Principales condiciones de instalación del tubo:
- Condición de zanja. Ver Figura B.1.
- Condición de terraplén con proyección positiva. Ver Figura B.2.
- Condición de terraplén con proyección negativa. Ver Figura B.3.
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B.1.2 Instalación del tubo en condición de zanja (caso 1)
Es la forma más usual de tendido de tubo. El tubo se instala en una zanja excavada ensuelo no perturbado y luego se recubre en material de relleno hasta el nivel de terrenonatural. La carga que toma el tubo debido al relleno se evalúa según Marston, a través dela expresión siguiente:
2ddd BwCW ××=
en que:
dW = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;
dC = coeficiente tabulado (ver Figura B.4);
w = peso específico del relleno, en kg/m3;
dB = ancho de la zanja a nivel de clave del tubo, en m.
Ver además Figura B.1. El coeficiente dC además de depender de la altura de relleno H y
del ancho de zanja dB , es función de los coeficientes de fricción interna del material derelleno µ, la pared de la zanja, y de la razón entre la presión activa lateral y vertical K,según fórmula de Rankine. Valores para dC se pueden encontrar en Figura B.4 paradiversos tipos de suelos.
B.1.3 Instalación de tubo en condición de terraplén con proyección positiva (caso 2)
La carga que toma el tubo debido al terraplén tiene como expresión:
2ccc BwCW ××=
en que:
cW = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;
cC = coeficiente tabulado (ver Figura B.5);
w = peso específico del relleno, en kg/m3;
cB = diámetro exterior del tubo, en m.
Esta condición, denominada caso (2), está ilustrada en Figura B.2. El coeficiente cC sepresenta en Figura B.5 y es función de la razón de proyección p sobre el terreno natural ydel módulo de asentamiento rsd. En Tabla de Figura B.5 están indicados los valores de rsd para diversos tipos de suelo.
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B.1.4 Instalación de tubo en condición de terraplén con proyección negativa (caso 3)
Este es un tipo especial de tendido de tubo que es una combinación de las condiciones dezanja y de terraplén antes descritos. El tubo va inserto en una zanja angosta, tal que suclave quede bajo el nivel del terreno natural, que luego se recubre hasta una alturasuperior a dicho nivel. En Figura B.3 se visualiza esta condición, que se ha denominadocaso (3). La carga que actúa sobre el tubo tiene como expresión:
2dnn BwCW ××=
en que:
nW = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;
nC = coeficiente tabulado (ver Figura B.4);
w = peso específico del relleno, en kg/m3;
dB = ancho de la zanja excavada bajo terreno natural, en m.
Tal como en el caso anterior, el valor de coeficiente nC , es función de la razón deproyección p y del módulo de asentamiento rsd, que en estos casos tiene valores negativos.Los valores de rsd y el coeficiente nC se encuentran en Figura B.5.
B.2 Factor de carga (Lf)
El factor de carga se define como la razón entre la capacidad resistente del tubo en lascondiciones de instalación o de trabajo, y su capacidad resistente bajo las condicionesdeterminadas en los ensayos de laboratorio. El factor de carga para los tubos de baseplana son los que se indican a continuación dependiendo de las condiciones deinstalación.
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Tabla B.1- Factores de carga (Lf) para tubos base plana - Condición de terraplén - Proyección positiva
p = 1,0 – 0,9 p = 0,7 p = 0 – 0,5 p = 0,3 p= 0 proyec.nula
rsd=0 0,3 0,7 rsd =0 0,3 0,7 rsd =0 0,3 0,7 rsd =0 0,3 0,7rsd= cualquier
valor
H
cB
rsdp=0
0,3 0,65rsd
p=00,2 0,5
rsdp=0
0,15 0,35rsd
p=00,10 0,20 rsd p=0
0,5 4,60 4,32 4,32 3,45 3,25 3,24 2,62 2,55 2,55 2,32 2,31 2,31
1,0 3,67 3,24 3,24 3,02 2,80 2,80 2,51 2,42 2,42 2,31 2,29 2,29
1,5 3,40 2,89 2,89 2,90 2,62 2,62 2,47 2,35 2,35 2,30 2,28 2,28
2,0 3,28 2,84 2,84 2,85 2,59 2,59 2,45 2,34 2,32 2,30 2,28 2,28 2,20
3,0 3,16 2,78 2,67 2,80 2,56 2,49 2,44 2,33 2,30 2,30 2,28 2,27
5,0 3,09 2,73 2,63 2,76 2,54 2,48 2,43 2,32 2,30 2,30 2,28 2,27
10,0 3,03 2,70 2,62 2,73 2,52 2,47 2,42 2,31 2,29 2,30 2,28 2,27
15,0 3,00 2,69 2,61 2,72 2,51 2,46 2,42 2,31 2,29 2,30 2,28 2,27
De acuerdo a ese desarrollo, para tubo inserto en zanja (caso 1) o sub-zanja conproyección negativa (caso 3), el factor de carga Lf tiene un valor de diseño de 2,1. Entubo en condición de terraplén con proyección positiva, este valor mejora un tanto debidoa la acción de la presión lateral en los costados del tubo. Estos valores se presentan enTabla B.1.
B.3 Cargas vehiculares
Se adopta la fórmula de Boussinesq para la determinación de las cargas vehiculares, lascuales están dadas por la fórmula siguiente:
pDPW vv ××=en que:
vW = carga vertical por paso de vehículos, en kg/m;
vP = factor de carga (ver Figura B.6);
D = diámetro exterior del tubo, en m;
p = factor de impacto:
a) 1 + 0,3/h para calles y autopistas;
b) 1 + 0,6/h para cruces de ferrocarril.
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B.4 Factor de seguridad
Para todos los tubos indicados en esta norma se emplea, para efecto de diseño, un factorde seguridad 1,5. El coeficiente de seguridad 1,5 es suficiente cuando los cálculosestimativos son bastante seguros y corresponden efectivamente a las condiciones deinstalación.
Se calcula de acuerdo a la expresión siguiente:
CVCT
LCRN.S.F
f
+×
=
en que:
CRN = carga de ruptura por normas;
fL = factor de carga;
CT = carga de tierra;
CV = cargas vehiculares.
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B.5 Figuras
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Anexo C(Informativo)
Traducción libre de norma DIN 40324.1.3.2 Tubos de hormigón DN 250 a DN 1500 con campana
C.1 Para la unión de tubos con campana y anillos de goma circulares las dimensionespresentadas en el cuerpo de esta norma son recomendados como valores mínimos. Paratubos de hormigón con sección ovalada éstas se aplican al diámetro interno.∗ )
- Las medidas de las dimensiones id y ed se usan para determinar el ancho deseparación t (gap) de la campana.
- La dimensión id es el diámetro interno de la campana en el área de contacto con elanillo de goma o a la mitad de la profundidad de la campana.
- La dimensión ed es el diámetro externo de la espiga en el área de contacto con elanillo de goma o a la mitad de la espiga.
Tabla C.1 - Profundidad P y espesor de pared de la campana S4
para la Figura C.1
Dimensiones en milímetros
DN P S4 DN P S4
100 60 30 800 90 85
150 60 35 900 100 95
200 60 40 1 000 100 100
250 60 45 1 100 100 115
300 80 50 1 200 100 125
400 80 55 1 300 110 135
500 90 60 1 400 110 140
600 90 70 1 500 110 140
700 90 80
∗ ) El hecho de que las dimensiones de las uniones de campana no estén normalizadas significa que los
tubos de diferentes fabricantes y aquellos hechos en distintos procesos, normalmente no pueden serunidos entre si.
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Tabla C.2 - Variaciones permisibles de t para usocon anillos de goma circulares
Dimensiones en milímetros
t Variación permisible
7 ± 1,5
8 ± 1,7
9 ± 1,9
10 ± 2,1
12 ± 2,5
14 ± 3,0
16 ± 3,5
18 ± 4,0
NOTAS
1) t se calcula como el promedio de los valores límites como se indica a continuación: 2mínmáx ttt += .
2) Valores intermedios se pueden interpolar linealmente.
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Anexo D(Informativo)
Modelos de certificación
D.1 Alcance
En el presente anexo se presentan a modo de ejemplo tres modelos de certificación. Paramayor información, consultar el documento INN 100-611 Certificación de Conformidad -Modelos de Certificación ISO/CASCO.
D.2 Certificación de tipo
Proceso mediante el cual un fabricante o su representante presenta un tipo de tubo a unorganismo de certificación o laboratorio de ensayo, para verificar el cumplimiento de todoslos requisitos especificados en la presente norma.
D.3 Certificación de lotes
D.3.1 Para efectos de la verificación de las características de calidad, se considera lote deinspección, el conjunto de tubos de hormigón del mismo diseño, dimensión nominal yclase que se someten a inspección como un conjunto unitario.
D.3.2 El organismo certificador debe elegir, al azar del lote presentado a inspección lamuestra correspondiente y someterlos a las pruebas y criterios de aceptación señaladosen esta norma.
D.3.3 Para la aceptación o rechazo de los lotes se siguen los criterios indicados enNCh44, según acuerdo entre fabricante y comprador.
D.4 Marca de conformidad
D.4.1 Si la certificación se realiza por Marca de Conformidad (conocida también comocontrol permanente de producción), el convenio suscrito entre el Organismo deCertificación y el fabricante debe estar basado en el cumplimiento pleno de todos losrequisitos que se establecen la presente norma.
D.4.2 Los productos deben llevar en algún lugar visible, la marca o sello de aprobación delOrganismo de Certificación.
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Anexo E(Informativo)
Bibliografía
Ministerio de Obras Públicas, Manual de Carreteras. Vol.-4 Obras Tipo.
AASHTO 1983 Specifications for Highway Bridges. Section 3. Loads.
NORMA CHILENA OFICIAL NCh 184/1.Of2001
I N S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N ! I N N - C H I L E
Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado -Parte 1: Tubos circulares de hormigón simple, tubos debase plana de hormigón simple y tubos de base plana dehormigón - Requisitos generales
Precast concrete sewer pipe - Part 1: Unreinforced circular concrete pipe, unreinforcedflat concrete pipe and flat concrete pipe - General requirements
Primera edición : 2001
Descriptores: materiales de construcción, tuberías, tubos, hormigón, hormigón armado,alcantarillado, requisitos
CIN 91.100.30; 91.140.80
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