Influencia de las variables de operación sobre la eficiencia de

CRITERIOS DE DISEÑO PARA PARRALES DE CAÑERÍAS
Ing. Zaldivar Escola, Esmeralda 1; Ing. Vaquero, Sebastián; Ing. Telechea, Gabriel
1
[email protected]
RESUMEN
En el diseño de estructuras para soportes de cañerías los tiempos disponibles para
elaboración de ingeniería y el orden de ejecución de la obra, imponen al Ingeniero
Estructuralista el desafío de estimar las acciones a las que estará sometido el parral,
contando únicamente con la ingeniería básica del resto de las especialidades.
Esta incertidumbre en la determinación de las cargas reales, y la forma en que estas
se transmiten a la estructura, debe ser salvada en gran medida con la experiencia del
Ingeniero proyectista.
El presente trabajo recopila una serie de criterios de diseño basados principalmente
en normativas internacionales, haciendo foco en las acciones estáticas y dinámicas que
las cañerías, equipos, bandejas, etc. transmiten al parral. A saber:
 Peso en vacío/ montaje, operación y prueba hidráulica;
 Acciones térmicas;
 Efectos del viento sobre cañerías, equipos y bandejas;
 Efectos de la nieve sobre cañerías, equipos y bandejas;
 Efectos sísmicos sobre cañerías, equipos y bandejas;
 Limitación de la transmisión de cargas;
 Deformaciones límites sobre los distintos elementos estructurales.
Este trabajo tiene por objetivo servir de guía a otros profesionales que se encuentren
por primera vez ante esta problemática.
ABSTRACT
When designing structures for pipe supports, the time available for the development
of the engineering and the order of execution of the works, impose on the Structuralist
Engineer the challenge of estimating the loads to be applied on the support, relying
solely on the basic engineering of the other specialties.
This uncertainty in the determination of the real loads, and how these are transmitted
to the structure must be largely saved by the experience of the project engineer.
This paper discusses a series of design criteria mainly based on international
standards, focusing on the static and dynamic actions that the pipes, equipment, trays,
etc. transfers to the pipe rack. Namely:
 Empty weight / mounting, operation and hydraulic test;
 Thermal actions;
 Wind effects on pipes, equipment and trays;
 Snow effects on piping, equipment and trays;
 Earthquake effects on pipes, equipment and trays;
 Limits on the transmission of loads;
 Deformation limits on the several structural elements.
This work aims to serve as a guide for professionals who are set for the first time to
this problem.
Página 1 de 25
INTRODUCCIÓN
En el diseño de estructuras para soportes de cañerías los tiempos disponibles para
elaboración de ingeniería y el orden de ejecución de la obra, imponen al Ingeniero
Estructuralista el desafío de estimar las acciones a las que estará sometido el parral,
contando únicamente con la ingeniería básica del resto de las especialidades.
La incertidumbre en la determinación de las cargas reales, y la forma en que estas se
transmiten a la estructura, debe ser salvada en gran medida con la experiencia del
Ingeniero proyectista.
Este trabajo se ha realizado teniendo en cuenta requerimientos técnicos estándares
de plantas existentes, de gran y mediana envergadura, así como también criterios de
diseño de normativas nacionales e internacionales.
Aun cuando este documento pretenda abarcar los requerimientos de diseño para la
mayoría de los usuarios, aplicaciones individuales podrían requerir una toma de
consideraciones especiales que escapan al mismo.
Las premisas y criterios de diseño incluidos en aquí presentados pueden servir de
guía en los diseños de las obras civiles relacionadas con estructuras de parrales
nuevos, excluyéndose el análisis de estructuras existentes.
DEFINICIÓN
Se llama “parral” a la estructura que acompaña a un sistema de cañerías elevadas a
lo largo de su recorrido dentro de una planta de procesos.
El parral es la principal arteria de una unidad de proceso, ya que soporta las líneas
de proceso y de servicio, pudiendo incluir bandejas de instrumentos y electricidad, así
como también equipos y plataformas montados sobre ellos.
Página 2 de 25
Esta estructura suele componerse de pórticos trasversales uniformemente separados
y vinculados longitudinalmente por medio de vigas de conexión. La principal ventaja de
esta disposición frente a un esquema reticulado con diagonales o cruces de San
Andrés, es permitir el acceso y paso bajo el mismo: cruce de calles, acceso a plantas
de proceso, acceso a equipos e instalaciones situados bajo el parral, etc.
Las tuberías se ubican generalmente sobre los niveles superiores. La marcada
diferencia entre las rigideces longitudinal y transversal de estas tuberías se traduce en
deformaciones transversales debido a las acciones de viento mientras que otras
acciones como acciones de temperatura de producto, exposición climática o sismo,
pueden transmitirse a la estructura en ambos sentidos.
Existen distintos mecanismos para contrarrestar las deformaciones de las líneas: el
primero de ellos es el esfuerzo de rozamiento entre los materiales en contacto,
generalmente acero-acero (aunque existen otras variantes).
Cuando los esfuerzos son tales que vencen esta resistencia y la línea no puede
permitirse esta deformación, suelen colocarse guías que permiten deformaciones límites
transversales y/o longitudinales antes de entrar en carga.
Finalmente, si se desea que la línea se encuentre completamente fija, se colocan
puntos fijos que se diseñan para limitar cualquier tipo de desplazamiento.
A continuación se muestran detalles típicos de cada caso:
Línea restricción
Guías transversales
Guías longitudinales
Punto Fijo
Es evidente que en función del tipo de restricción diseñada para cada línea será la
carga a transmitirse a la estructura.
TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES
En general, la elección entre hormigón y acero para la fabricación de las estructuras
de parrales depende de incontables factores: tiempos de ejecución, implantación de la
estructura, cargas a soportar, transporte, costo de los materiales, etc.
Existen numerosas combinaciones entre tipologías estructurales y materiales que
resuelven el mismo problema estructural; a continuación se mencionan algunos casos
que se han ejecutado exitosamente:
Parrales metálicos
La estructura metálica siempre presenta importantes ventajas frente a la estructura de
hormigón, como por ejemplo la velocidad de ejecución, la prolijidad y limpieza de los
trabajos, la posibilidad de ejecutar las piezas fuera del predio para luego simplemente
montarlas, etc.
Página 3 de 25
Existen otros factores como por ejemplo la ubicación del mismo que juegan un papel
importante en el momento de determinar el material que se utilizará.
En primera instancia, si la implantación de la planta se encuentra dentro de zonas
con elevado grado de sismicidad, los requerimientos de ductilidad y amortiguamiento se
ven altamente influenciados por el tipo de unión a utilizar.
Las uniones soldadas resultan en una estructura de mayor rigidez, la cual disipará
menor cantidad de energía, es decir que disminuye el amortiguamiento de la estructura.
Otro aspecto a tener en cuenta es la dificultad/prohibición de realizar y/o controlar
soldaduras en ciertas áreas de la planta.
En contraste, las uniones abulonadas por fricción permiten disipar energía por este
mecanismo, aumentando así el amortiguamiento global de la estructura, pero requieren
mayor cantidad de trabajo de taller.
Las imágenes a continuación
corresponden a la construcción de un
parral metálico dentro de la planta de
Hidrógeno II en el Complejo Industrial
Lujan de Cuyo, para el Proyecto de
Gas Oil y Naftas de Bajo Azufre (50
ppm), en la provincia de Mendoza. En
este caso, dada la elevada sismicidad
del área de implantación, se optó por
una
combinación
entre
uniones
abulonadas y uniones soldadas para
controlar la ductilidad de la estructura.
Otro aspecto a tener cuenta es la diferencia relativa entre el peso de los equipos,
mazos de caños y la estructura del parral, las normativas de sismos, hablan
explícitamente sobre la necesidad de lograr una distribución uniforme de las masas
sobre la estructura a fin de lograr un diseño más eficiente (estructuras regulares).
El caso de los equipos de aeroenfriadores bajo acción sísmica, que generalmente se
disponen en los niveles superiores de los parrales, supone un análisis especial. En
función de la rigidez relativa, la interacción entre ambas estructuras puede no ser
despreciable. Si este es el caso, las aceleraciones en el parral suponen un
desplazamiento de vínculo para los aeroenfriadores que verán sus esfuerzos y
reacciones incrementadas a raíz de este efecto. En consecuencia, las acciones que
Página 4 de 25
transmite a la estructura del parral
aumentarán lo que obligará a
realizar un nuevo análisis sobre el
mismo. Para evitar este proceso
iterativo, resulta evidente la
necesidad de analizar el conjunto
“parral
+
aeroenfriador”
al
momento del diseño.
Ignifugado
Dependiendo de si el parral se
encuentra dentro de lo que se
conoce como “área potencial
incendio” de la planta, la altura y
carga térmica de la protección a
colocar a la estructura metálica queda definida por la proximidad a la fuente.
TABLA I
EXTENSIÓN DE LAS ÁREAS POTENCIALES DE INCENDIO
SITUACION DEL EQUIPO
DE POTENCIAL INCENDIO
EXTENSIÓN DEL ÁREA POTENCIAL DE INCENDIO
En horizontal (planta)
En vertical (alzado)
Equipo potencial de
incendio apoyado
sobre el suelo:
15m medidos desde
la envolvente del
equipo.
9m hacia arriba,
desde el suelo.
Equipo potencial de
incendio sobre
plataforma elevada
estanca:
4m medidos desde
la envolvente del
equipo.
Desde el suelo hasta
el nivel de apoyo del
equipo, más 9m hacia
arriba.
Equipo potencial de
incendio sobre
plataforma elevada no
estanca:
15m medidos desde
la envolvente del
equipo.
Desde el suelo hasta
el nivel de apoyo del
equipo y como
mínimo 9m por
encima del nivel de
acumulación del
líquido.
Equipos potenciales
de incendio situados
en cubetos o espacios
delimitados por
diques:
El interior del cubeto
o 15m (el menor).
Según corresponda
en lo indicado
anteriormente.
Figuras
Página 5 de 25
A continuación, se presentan los criterios generales para el ignifugado de
estructuras:




Desde el nivel de suelo y hasta 4.5m de altura, se deben proteger todas las partes
resistentes, incluidas las diseñadas para viento y sismo.
Desde 4.5m de altura y hasta el nivel de protección, se debe ignifugar las vigas y
columnas principales y cualquier otro elemento que intervenga como “elemento
resistente”, excepto aquellos exclusivamente diseñados para viendo y sismo.
A cualquier altura hasta el nivel de protección, se debe ignifugar los voladizos
laterales que soporten tuberías y/o bandejas de cables.
No requieren ignifugado:
 Las estructuras metálicas de soportes de escaleras o plataformas de
acceso.
 Las vigas de reparto para apoyo de rejillas o chapas estriadas.
 Las estructuras metálicas destinadas únicamente a mantenimiento.
 Los arriostramientos y otros elementos de la estructura diseñados
únicamente como elemento resistente contra sismo y viento, y situados a
partir de 4.5m de elevación.
Sobre parrales se presentan las siguientes particularidades adicionales:


Se ignifugarán las vigas longitudinales y de atado que soportan tuberías
importantes para el proceso.
No se requiere ignifugar:
 La superficie más alta del perfil (cualquiera sea el nivel de la bandeja) en la
zona que apoya o deslizan las tuberías o sus soportes. Es decir, las vigas
que soportan tuberías se protegerán solamente a tres caras, dejando sin
recubrir la cara superior de la viga.
 Vigas longitudinales de atado (paralelas a las tuberías) colgantes o
cartelas de tuberías de diámetros pequeños o no importantes para el
proceso (a partir de 4.5m)
El caso de los aeroenfriadores merece un apartado especial, ya para estas
estructuras el ignifugado incluye todos los elementos resistentes fundamentales para el
soporte del aero (hasta los haces de tubos o la parte baja de los ventiladores), con los
elementos que contribuyan al soporte de los mismos). Se excluyen las vigas
transversales o longitudinales que no sean parte fundamental de soporte
aerorrefrigerante.
Usualmente, la protección ignifuga consta de una capa de mortero aligerado cuyo
espesor depende del tiempo de resistencia deseado, y que se proyecta sobre o se
vierte en un encofrado que envuelve al elemento estructural metálico, como se muestra
a continuación
Página 6 de 25
Es evidente que esta protección incrementa el peso de la estructura, y que no es una
tarea de fácil realización. El peso del ignifugado deberá incorporarse como peso propio
del elemento estructural al momento de diseño, sin que esto altere las propiedades
geométricas del elemento (baricentro, momentos de inercia, etc.).
Las
imágenes
siguientes
corresponden
a
un
parral
metálico diseñando dentro de un
área potencial de incendio, para
el Proyecto LTS (planta de
endulzamiento y extracción de
GLP por turboexpansión) en la
localidad de El Portón, prov.
Neuquén, Argentina.
El parral pertenece al área de
ISBL (Inside Battery Limits), y
cada pieza del mismo fue
ignifugada con mortero vertido en
encofrado, mientras éstas se
encontraban aún en taller. Las
uniones fueron ignifugadas con el
mismo método una vez montada
la estructura.
Existen en el mercado, morteros especialmente diseñados para brindar máxima
protección con un mínimo espesor. Este tipo de morteros suele colocarse proyectado
sobre una malla de alambre galvanizado que genera rugosidad, mejora la adherencia y
da suficiente rigidez como para evitar malos usos del material.
Otra solución para la protección contra fuego de las estructuras metálicas viene de la
mano de las pinturas intumescentes. El proyectista deberá analizar en cada caso si el
costo del material, se justifica en función de la envergadura y características de cada
obra en particular.
Parrales de hormigón premoldeado con refuerzos metálicos.
En lo que respecta a los aspectos geométricos de las estructuras para parrales de
hormigón armado in situ rige lo expuesto anteriormente, con la salvedad de que las
vigas longitudinales son lo suficientemente resistentes como para transferir los
esfuerzos en este sentido, y las columnas de los pórticos se ven obligadas a trabajar a
momento en tanto en sentido transversal como longitudinal para brindar estabilidad al
conjunto.
Página 7 de 25
Otro aspecto a tener en cuenta, es que los parrales de hormigón in situ requieren de
una enorme cantidad de trabajo húmedo dentro de la planta, lo que no siempre es
posible.
En cuanto al diseño sísmico de las estructuras de hormigón, resulta evidente que al
poseer mayor masa que la estructura metálica, los esfuerzos sobre cada elemento y
sobre las fundaciones resultarán mayores que en esta.
A continuación se presenta un diseño que ha solucionado el problema de obra
húmeda en un área en la que se buscaba reducir la presencia de personal.
En este caso se diseñó un sistema de
dos tramos de pórticos de hormigón
premoldeado,
vinculados
longitudinalmente
con
vigas
premoldeadas cuya unión posee una
llave a corte que no permite la
transmisión de momentos. Para lograr la
rigidez longitudinal sin exigir a la
columna que trabaje como ménsula en este sentido, se diseña, en cada tramo, un
campo de arriostramiento con diagonales metálicas. Estas
diagonales se vincularon a la estructura de hormigón por
medio de bulones a cartelas soldadas en insertos
metálicos embebidos en el hormigón. Ver imágenes a
continuación:
La zona de implantación de este parral correspondió
con el área de potencial incendio de la destilería por lo
que, de haber sido metálica, hubiese sido necesario el
ignifugado completo de la estructura.
Es interesante observar que dado que las diagonales
metálicas son elementos que fueron diseñados para tomar
acciones de viento y sismo, no fue necesario su
Página 8 de 25
ignifugado, tal y como se había mencionado anteriormente.
Esta estructura pertenece a la obra de ampliación de la planta de Lujan de Cuyo,
Mendoza; en particular, se encuentra atravesando una de las áreas de procesos. Con
este diseño se ha logrado una
estructura resistente al fuego,
maximizando los tiempos de
trabajo
en
taller
y,
consecuentemente,
disminuyendo los tiempos de
trabajo en planta. Para mayor
detalle sobre la metodología
de diseño de este tipo de
parrales
ver la bibliografía
adjunta [11].
A continuación se dará
comienzo a la descripción y
análisis de las distintas cargas
que pueden solicitar a la
estructura de un parral.
ACCIONES
Cargas Gravitatorias
Son aquellas cargas debidas a la acción de la gravedad. Se dividen en cargas
muertas (permanentes y constantes a lo largo del tiempo) y cargas vivas o sobrecargas
(no permanentes y variables con el tiempo)
Cargas Muertas (D)
Las cargas muertas (Dead Loads) se componen del peso del material de la
estructura, así como también todos los elementos que se encuentren permanentemente
sujetos a la misma.
Para las distintas combinaciones de cargas, las cargas muertas se clasifican como
se detalla a continuación:
Ds = Incluye el peso de los materiales que componen la estructura (structure), y
todos los elementos sujetos permanentemente: iluminación, instrumentos, aislaciones e
ignifugado (fireproofing). Se excluye el peso vacío de equipos de proceso, cañerías,
recipientes y tanques, y cables.
De = Incluye el peso vacío (empty weight), de los equipos de proceso, recipientes,
tanques, cañerías, bandejas de cables (bandeja + cable) y maquinarias (bombas,
compresores, etc.).
En el peso de los equipos, recipientes, tanques y maquinarias, se incluyen los
elementos adosados: cañerías, aislaciones, escaleras y plataformas que formen parte
propia los mismos.
En el peso de las cañerías se incluyen las aislaciones y sujeciones.
Do = Incluye el peso vacío de todo lo numerado en el apartado “De”, con el agregado
Página 9 de 25
del peso de los contenidos (cargas de fluidos/sólidos) involucrados en la operación
normal del proceso.
Dt = Incluye el peso vacío de todo lo numerado en el apartado “De”, con el agregado
del peso del líquido de prueba (normalmente agua) para realizar la prueba hidráulica
(test) de los mismos.
Se presentan a continuación los valores típicos de diseño. (Ver diagrama de cargas)
Cañerías:

Haz de Tuberías (ql): Define un grupo de tuberías con un diámetro de 10” y/o
menor, apoyado sobre la misma viga.
TABLA II
CARGAS PARA EL HAS DE TUBERIAS
Vacío (De): Peso de las tuberías en vacío
0.80 kN/m2
Operación (Do): Peso de las tuberías en vacío + fluido
1.80 kN/m2
Prueba Hidráulica (Dt): Peso de las tuberías llenas de agua
2.00 kN/m2
La superficie de aplicación de esta carga lineal uniformemente distribuida,
será el ancho del haz (en sentido perpendicular a la dirección de las cañerías)
por la suma de la mitad de los vanos contiguos, entendiendo éstos como la
distancia con los pórticos siguientes. (Ver diagrama de aplicación de cargas)

Una tubería (P): Las tuberías no cubiertas por la definición de haz de tuberías
y que tengan un diámetro ≥ 12”, se consideran como cargas puntuales para
las mismas combinaciones de cargas antes mencionadas.
A continuación se presenta una tabla con valores de carga para algunos
diámetros y espesores típicos.
TABLA III
CARGAS CONCENTRADAS PARA Ø ≥ 12”
Ø-schedule
De [kN/m]
Do [kN/m]
Dt [kN/m]
12" SCH-40s
14" SCH-20
16" SCH-20
18" SCH-20
20" SCH-20
24" SCH-20
0,78
0,72
0,82
0,92
1,23
1,48
1,39
1,50
1,87
2,27
2,88
3,92
1,54
1,67
2,07
2,53
3,20
4,36
Las cargas del haz de tuberías deben aplicarse sobre todo el ancho libre del
soporte (excepto donde se presenten líneas de diámetro mayor a 10”),
previendo de esta forma el agregado posterior de líneas en los espacios libres
de los mismos.
Bandejas de Cables:
Para bandejas de cables se considera una carga superficial uniformemente
distribuida de 1.00kN/m2 por nivel de bandejas [3]. Este valor de carga tiene en cuenta
Página 10 de 25
que las bandejas estarán cargadas en su máxima capacidad.
Equipos:
La carga de los equipos a considerar en todos los cálculos debe ser proporcionada
por los especialistas mecánicos. Estas deben estar combinadas en los siguientes
estados de carga:




Montaje del Equipo
Prueba del Equipo
Operación del Equipo
Mantenimiento del Equipo
A su vez, estos estados de carga no son elementales, sino que cada uno de ellos
estará constituido por combinaciones de cagas (incluyendo las acciones debidas a
viento y sismo obre el equipo). Estos valores deben incluirse en los planos mecánicos
del fabricante.
Es usual que en etapas tempranas de los proyectos, no se disponga explícitamente
con la hoja de datos de cada equipo en particular. Será trabajo del ingeniero proyectista
estimar la geometría y las cargas en función de equipos similares de los que sí se tenga
antecedentes.
Cargas Vivas (L)
Las cargas vivas (Live Loads) son cargas gravitacionales producidas por la
ocupación de la estructura. En concreto, la carga viva sobre un parral se compone del
peso de las personas y materiales almacenados temporalmente durante el
mantenimiento, tales como piezas de un intercambiador, tuberías, accesorios, válvulas,
etc.
TABLA IV
CARGAS VIVAS MÍNIMAS
Uniformes
Concentradas
Escaleras
4.8 kN/m2
4.5 kN
Plataformas de acceso exclusivamente
2.5 kN/m2
4.5 kN
4.8 kN/m2
4.5 kN
Liviano
6.0 kN/m2
9.0 kN
Pesado
12.0 kN/m2
13.5 kN
Plataformas
de
Mantenimiento
Operación
y
Pisos de procesos y áreas de acopio:
Se debe optar por uno de los dos valores: la carga uniformemente distribuida o la
carga puntual ubicada en cualquier punto, de manera tal que su posición resulte más
desfavorable para el elemento a diseñar.
Lógicamente, este tipo de cargas se aplica sobre las plataformas existentes sobre la
Página 11 de 25
estructura; sin embargo, es evidente que si la superficie del área de mantenimiento es
muy amplia, la probabilidad de ocupación total de la misma es muy baja. Es por ello que
si la superficie total de las plataformas es superior a 37.16 m2, se permite la reducción
del valor de carga a aplicar [1] de acuerdo a la siguiente fórmula:
[1.0]
√
Donde:
L = Carga viva reducida, por metro cuadrado de área soportada por un elemento.
L0 = Carga viva no reducida, por metro cuadrado de área soportada por un elemento.
KLL = Factor de carga viva de acuerdo al elemento (Ver bibliografía adjunta [1]).
AT = Área tributaria en m2.
Comentarios

L no puede ser menos que 0.50L0 para elementos que soporten un nivel.

L no puede ser menos que 0.40L0 para elementos que soporten dos niveles.

Las cargas vivas pesadas que excedan los 4.80 kN/m2 no podrán reducirse,
excepto para elementos que soporten dos o más niveles, en cuyo caso se las
podrá reducir un 20%.
Otras Cargas
Cargas de Nieve y Hielo (S)
La carga de nieve es el peso de la nieve o hielo que se puede acumular sobre la
estructura, de acuerdo con el lugar de implantación y el elemento a analizar [9].
En parrales, los elementos capaces de acumular nieve son:




Pasarelas y escaleras con piso ciego.
Cañerías que no presenten carga térmica de proceso.
Bandejas de cables.
Equipos que no presenten carga térmica de proceso.
Los elementos capaces de acumular hielo son:



Elementos estructurales expuestos, principalmente en estructuras metálicas.
Cañerías que no presenten carga térmica de proceso.
Bandejas de cables.
Térmicas (T)
Las cargas térmicas son aquellas fuerzas causadas por variaciones de temperatura.
En el diseño de parrales, se consideran los siguientes tipos de cargas térmicas:
Te = Cargas causadas por la variación de la temperatura ambiente de acuerdo con
los códigos de aplicación.
Cuando el parral se prolongue durante una gran longitud, y a falta de otras
referencias, se debe considerar un diferencial mínimo de temperatura T = ± 25°C.
Página 12 de 25
Forma parte del buen diseño la adopción de juntas de dilatación apropiadas para
reducir la incidencia de esta carga.
T = Fuerzas térmicas inducidas por la restricción en la expansión horizontal de
contenedores, intercambiadores de calor, cañerías en equipos y recipientes, etc.
TAf = Cargas sobre guías y puntos fijos de las cañerías sobre el parral.
TFf = Cargas de fricción entre las cañerías o equipos y el parral.
Se presenta a continuación los valores típicos de diseño. (Ver diagrama de aplicación
de cargas)
Cargas Horizontales Longitudinales:
0.25 kN/m2
Fuerza de rozamiento en un haz tuberías Ff-L
Fuerzas térmicas Af (anclaje de la tubería)
Hasta ≤ Ø 4”
5.00 kN
Desde ≥ Ø 6”
10.0 kN
Cargas Horizontales Transversales (perpendicular a la dirección de las tuberías)
Fuerza de rozamiento lateral o guía Ff-T el mayor valor de:
5% de la carga muerta en operación por cada nivel de tuberías ó 7,5 kN
En caso de contar con información sobre el mazo de tuberías que cargará el parral,
se pueden ajustar las cargas a aplicar por rozamiento, discriminando las cargas
distribuidas del haz de tuberías, de las cargas concentradas de las tuberías cuyos
diámetros son ≥ 12”. A tales efectos, se presentan los valores típicos para algunos de
los distintos materiales:
TABLA VI [1]
COEFICIENTES DE ROZAMIENTO, fr
Coeficientes de rozamiento
Acero - Acero
Acero - Hormigón
Teflón - Teflón
Teflón - Acero Inoxidable
Fr
0.40
0.60
0.10
0.10
Comentarios

Las cargas térmicas debidas a la operación deben considerarse actuando en
simultáneo con la operación y llevan los mismos coeficientes de factorización
que las cargas vivas.

Las cargas térmicas debidas a la variación de temperatura del medioambiente,
no deben considerarse en simultáneo con acciones de viento o sismo.

Si bien las cargas de rozamiento y/o anclaje de equipos deben ser un dato para
un adecuado diseño, un primer dimensionamiento se puede realizar tomando
como referencia especificaciones de equipos similares. El peso de estos
equipos, por el coeficiente de rozamiento adecuado, brinda una buena
aproximación de la carga real que debe tomar la estructura y sus fundaciones.
Página 13 de 25
Viento (W)
Para determinar las cargas de viento en la estructura del parral, aplica todo lo
especificado en las normativas vigentes [5]. En este trabajo abarcaremos el análisis de la
acción del viento sobre los elementos que cargan al parral.
Cañerías:
Las cargas para el viento de diseño actuantes en sentido transversal al mazo de
tuberías y a aplicar sobre la estructura resistente se determinan con la siguiente
expresión:
[2.0]
Donde:
F = Resultante de cargas sobre las tuberías a aplicar en la estructura. [kN]
qz = Presión dinámica calculada a la altura “z” bajo normas de aplicación.
G = Factor de efecto ráfaga. G = 0.85
CF = Coeficiente de fuerza
A = Área tributaria.
El alto del área tributaria para cada mazo de tuberías se determina tomando el mayor
diámetro de la cañería Ømax y adicionándosele un 10% del ancho del parral. La longitud
de la misma, viene dada naturalmente, por la suma de la mitad de los vanos contiguos,
entendiendo éstos como la distancia con los pórticos siguientes.
[3.0]
En caso de no disponerse de los datos del mazo de tuberías, es suficiente adoptar
un alto de área tributaria igual a 1.00m.
Cualquiera sea el caso, el baricentro del área tributaria coincide a eje con el nivel
superior de la viga transversal del parral. (Ver diagrama de aplicación de cargas).
Resulta interesante destacar que si bien, como se ha mencionado anteriormente, las
cargas de fricción por temperatura no deben combinarse con estados de viento, este
valor de fuerza de fricción, en el caso de tuberías en las que se conozca que no poseen
guías o puntos fijos, resulta limitante para las cargas a transmitir por viento a la
estructura. Es decir, que si los esfuerzos de viento transversal de diseño, superan el
valor de las fuerzas de rozamiento, nuevamente, en líneas sin guías ni puntos fijos, la
máxima carga que se puede transmitir a la estructura son las fuerzas de rozamiento;
superado este valor de carga, la tubería se deforma y ya no existe transferencia de
carga a la estructura.
Bandejas:
De igual forma, las cargas para el viento de diseño actuantes en sentido transversal
a las bandejas de cables y a aplicar sobre la estructura resistente se determinan con la
expresión presentada anteriormente, donde lo que varía es la definición de área
tributaria.
Página 14 de 25
El alto del área tributaria para bandeja de cables se determina tomando la altura de
la bandeja más alta “hmax” y adicionándosele un 10% del ancho del soporte de bandejas
“W”. La longitud de la misma viene dada, naturalmente, por la suma de la mitad de los
vanos contiguos, entendiendo éstos como la distancia con los soportes siguientes “L”.
[4.0]
En caso de no disponerse de los datos del tipo de bandejas, es suficiente adoptar un
alto de área tributaria igual a 0.45m.
Se repiten las condiciones de aplicación de la carga sobre el área tributaria.
Equipos:
Como se ha mencionado anteriormente, es usual que en etapas tempranas de los
proyectos, no se disponga explícitamente con la hoja de datos de cada equipo en
particular y es trabajo del ingeniero proyectista estimar la geometría y las cargas en
función de equipos similares de los que sí se tenga antecedentes.
Teniendo estos equipos “similares” como referencia, la determinación de las cargas
de viento sobre los mismos, se reduce al producto entre los coeficientes de forma e
implantación que apliquen bajo normativa vigente, la presión dinámica que corresponda
con la altura en que se ubique el equipo y la superficie expuesta del mismo, de acuerdo
a estos equipos de referencia.
Sismo (E)
Es válido comentar que para la determinación de las cargas de sismo en la estructura
del parral, al igual que cuando se analizó la carga de viento, en este caso también
aplica todo lo especificado en las normativas vigentes [1][6][7][8]. Es por ello que
abarcaremos el análisis de la acción sísmica sobre los elementos que cargan al parral,
deteniéndonos en algunos aspectos que inciden en la estructura.
En lo que respecta a la metodología de análisis, es importante destacar que un
análisis pseudo-estático es válido siempre que el parral tenga una disposición regular
de cargas y rigideces y que su altura no supere los 12mts. Cuando esto no se cumpla,
es necesaria la realización de un análisis modal espectral.
En este trabajo nos enfocaremos en la determinación de cargas para realizar el
análisis pseudo-estático. Naturalmente, el valor de dichas cargas depende directamente
de las aceleraciones que sufre la estructura cargada, y estas aceleraciones dependen
de la calificación de la zona de implantación, del tipo de suelo, y del período
fundamental de la estructura.
La determinación fehaciente de los esfuerzos en los elementos estructurales y los
desplazamientos que resulten de la aplicación de cargas y cualquier desplazamiento
impuesto o efectos P-Delta, requiere de la realización de un modelo estructural
incluyendo la rigidez y resistencia de los elementos que intervengan en la distribución
espacial de las masas y de la rigidez en toda la estructura. Este modelo debe incluir la
totalidad de la carga muerta y el peso total en operación de los equipos permanentes.
Como comentario adicional, cabe destacar que para las combinaciones de carga en
las que se deban combinar cargas vivas con esfuerzos sísmicos es posible aplicar un
Página 15 de 25
factor de reducción a la carga viva (L) de 0.25. Esto se debe a que la probabilidad de
que el sismo de diseño ocurra cuando la estructura se encuentra completamente
cargada con las sobrecargas es muy baja. Sin embargo, este coeficiente no ha de ser
aplicado en conjunto con la reducción de carga por área de carga vista en el apartado
de Cargas Vivas.
Es importante mencionar que para parrales de hormigón, se debe considerar la
rigidez fisurada de sus elementos.
Para dar inicio al análisis pseudo-estático de las acciones es necesario determinar,
en primera instancia, el período fundamental de la estructura en la dirección
considerada. Para un primer análisis, este valor puede aproximarse con al siguiente
expresión [6]:
∑
[5.0]
∑
Donde:
To = es el período fundamental de vibración,
Wi = es la carga gravitatoria ubicada en el nivel i,
g = es la aceleración de la gravedad,
ui = es el desplazamiento estático en el nivel i, provocado por la fuerza horizontal
normalizada Fi actuando en todos los niveles del edificio,
Fi = es la fuerza horizontal normalizada, expresada en la misma unidad que W y
aplicada en el nivel i cuya expresión es la siguiente:
[6.0]
∑
Donde:
hi = es la altura del nivel i, medida desde la base de la estructura.
Ya sea que se obtenga el período fundamental de la estructura de forma aproximada
o mediante algún modelo de cálculo, una vez obtenido el valor se está en condiciones
de proceder con el método de la “fuerza lateral equivalente” para determinar los
esfuerzos a transmitir a la estructura [1].
[7.0]
Donde
V = es el esfuerzo lateral a transmitir a la estructura,
W = es el peso efectivo para el sismo de los elementos considerados y
Cs = es el coeficiente de acción sísmica en la dirección considerada:
⁄
[8.0]
SDS = es el parámetro de aceleración espectral de respuesta para períodos cortos,
R = es el parámetro de modificación de respuesta de la estructura (Ver Tabla VII), y
Página 16 de 25
I = es el factor de importancia de la estructura
.
Cs debe cumplir con ciertos límites superiores en función de si el período de la
estructura (T) supera o no al período de vibración correspondiente al fin del plafón del
espectro (TL), es decir que Cs no debe superar:
⁄
⁄
para T ≤ TL
[9.0]
para T > TL
[10.0]
SD1 = es la pseudo-aceleración para un período igual a 0.1 s.
Por otro lado, Cs debe cumplir con no ser menor a 0.01.
Hemos mencionado la necesidad de determinar el período de la estructura en “la
dirección considerada”, sin embargo no hemos hablado aún de las posibles direcciones
en las que debemos analizar la acción sísmica.
Los efectos de la carga sísmica (E: Earthquake) se determinan de acuerdo a la
siguiente expresión:
[11.0]
Donde
Eh: es el efecto sísmico horizontal
Ev: es el efecto sísmico vertical.
El efecto sísmico horizontal se descompone en las direcciones ortogonales de la
estructura: transversal y longitudinal. Para estructuras cuya disposición de cargas y
rigideces sea regular y cuando se esté en una zona de baja sismicidad (de acuerdo a
nuestro criterio: zona 1 o zona 2 según bibliografía [6]), es posible la realización de un
análisis desacoplado entre ambas direcciones horizontales, es decir que:
[12.0]
[13.0]
Donde
Et = es el efecto sísmico transversal al eje del parral.
El = es el efecto sísmico longitudinal y coincidente con el eje del parral.
De no darse el caso, es decir, cuando se trate de estructuras irregulares (disposición
irregular de cargas y/o rigideces, estructuras tipo péndulo invertido) o cuando se esté en
una zona de elevada sismicidad (de acuerdo a nuestro criterio: zona 3 o zona 4 según
bibliografía [6]), se debe realizar un análisis en el que intervengan ambas direcciones
horizontales de la acción sísmica, combinadas de la siguiente forma:
[14.0]
[15.0]
El efecto vertical del sismo se determina con la siguiente expresión:
[16.0]
Página 17 de 25
Donde:
D = es el efecto de la carga muerta considerada (equipos, tuberías, etc.), y
SDS = es el parámetro de aceleración espectral de respuesta para períodos cortos,
que puede ser aproximado de la siguiente forma [6]:
[17.0]
Donde:
b = es la ordenada del plafón del espectro de pseudoaceleraciones, expresada como
una fracción de la aceleración de la gravedad [6].
d = es el factor de riesgo de la estructura [6].
Para parrales en plantas de proceso, suele tomarse d = 1.3.
De igual manera que para las cargas de viento, el valor de fuerza de fricción, en el
caso de tuberías en las que se conozca que no poseen guías o puntos fijos, resulta
limitante para las cargas a transmitir por viento a la estructura. Es decir, que si los
esfuerzos transmitidos a la estructura debidos al de diseño, superan el valor de las
fuerzas de rozamiento, nuevamente, en líneas sin guías ni puntos fijos, la máxima carga
que se puede transmitir a la estructura son las fuerzas de rozamiento; superado este
valor de carga, la tubería se deforma y ya no existe transferencia de carga a la
estructura.
Cuando las condiciones de regularidad de rigidez y altura no están dadas para la
realización de un análisis pseudo-estático se debe que recurrir a la realización del
análisis espectral modal. Lo expuesto sobre las direcciones de análisis y la posibilidad
de desacoplar el análisis de las direcciones horizontales sigue siendo válido cuando se
realiza el análisis modal-espectral.
La diferencia principal diferencia entre ambos métodos reside en que para el análisis
pseudo-estático determinamos las cargas a aplicar a la estructura mientras que en el
análisis modal-espectral se carga al modelo con las masas de los elementos que cargan
al parral. De esta forma, se realiza el análisis para determinar los principales modos de
vibración de la estructura incluyendo un número suficiente de modos de vibración tal
que se obtenga que en sumatoria en la que al menos el 90% del total de las masas
tengan participación en cada dirección horizontal ortogonal del modelo considerado.
Para mayor detalle de los métodos existentes para combinar los modos de
respuesta, ver la bibliografía adjunta [1].
Otro factor importante a considerar es que para determinar los desplazamientos que
sufre la estructura, el desplazamiento real se determina como:

[18.0]
Donde
Cd = es igual a al coeficiente de amplificación de las deformaciones [1] (Ver Tabla VII)
I = es el factor de importancia de la estructura, y
xe
= es el desplazamiento obtenido como resultado de la aplicación de las cargas
Página 18 de 25
sísmicas.
Esta amplificación de los desplazamientos genera que, para el caso de estructuras
de gran altura, las deformaciones adquieran mayor protagonismo y entonces la
resistencia deja de ser el factor dimensionante.
Adicionalmente, hay que analizar el coeficiente de estabilidad para determinar la
necesidad o no de un análisis P-Delta sobre la estructura.

[19.0]
Donde
Pi = es la totalidad de la carga vertical de diseño en el nivel i, sin afectar por
coeficientes de mayoración.
 = es la diferencia entre el desplazamiento de la base y el desplazamiento del nivel
superior, en la dirección analizada, donde dichos desplazamientos han de ser
determinados utilizando el coeficiente de amplificación de desplazamientos.
Vi = es la carga horizontal actuante entre los niveles i y i-1,
hsi = es la altura entre la base y el nivel i, y
Cd = es el coeficiente de amplificación de desplazamientos.
Si  < 0.10 no es necesario realizar este tipo de análisis. Por otro lado, es importante
que  < max < 0.25:

≤ 0.25
[20.0]
Donde
 = es el ratio entre el valor del corte de diseño y el corte que es capaz de resistir la
estructura. Para un análisis preliminar y conservativo, es posible adoptar =1.0.
Si max > 0.25, la estructura es potencialmente inestable y debe modificarse el
esquema estructural o aumentar la rigidez de los elementos que intervienen en la
determinación de este parámetro, para lo cual, ya no será posible la adopción de =1.0.
Cuando 0.10 <  < max, el factor de mayoración relacionado con los efectos P-Delta
sobre los desplazamientos y los esfuerzos en los elementos debe determinarse de
forma analítica. Sin embargo, es posible aproximar este factor de mayoración con la
siguiente expresión:


[21.0]
Finalmente, podemos mencionar que la mayoría de los sistemas estructurales cuenta
con componentes o estados límites en los que no puede asegurar una respuesta
inelástica o la disipación de energía necesarias. Estos componentes o estados límites
deben, en consecuencia, ser diseñados considerando que las fuerzas actuantes en la
estructura serán superiores a las consideradas en primera instancia. Es por ello que se
define el coeficiente de sobrerresistencia o para amplificar las cargas en el diseño de
estos elementos o estados límites. Este coeficiente de sobrerresistencia es simplemente
una aproximación especificada para obtener un grado nominal de protección contra un
Página 19 de 25
comportamiento no deseado [10].
Los casos típicos en los que se necesita aplicar sobrerresistencia en elementos
constitutivos de un parral son:

Bulones de anclajes

Cuencos

Elementos conectores, entendiéndose estos como los elementos que conectan
los pórticos en sentido longitudinal.

Uniones en las que se espere disipación de energía debido a la formación de la
rótula plástica en el mecanismo de colapso.
A continuación se presenta una tabla con algunos de los valores típicos para R, Cd y
o:
TABLA VII [1]
VALORES R, Cd y o PARA DISEÑO SÍSMICO
Sistemas de pórticos
Pórticos de acero con uniones
especiales
Pórticos de acero sin uniones
especiales
Pórticos de hormigón con
uniones especiales
Pórticos de hormigón sin
uniones especiales
Coeficiente de
modificación de
respuesta
Factor de amplificación de
desplazamientos
Factor de Sobrerresitencia de la
estructura
R
Cd
o
8.0
5.5
3.0
3.5
3.0
3.0
8.0
5.5
3.0
3.0
3.0
2.5
Cuando se requiera el diseño aplicando el factor de sobrerresistencia, las acciones
sísmicas se determinarán de la siguiente forma:
[23.0]
Donde
Em = es el efecto de cargas sísmicas incluyendo el factor de sobrerresistencia,
Emh = es el efecto sísmico horizontal que incluye el factor de sobrerresistencia, y
Ev = es el efecto sísmico vertical, tal y como se lo ha definido con anterioridad.
Resta entonces por definir el efecto sísmico horizontal que incluye a o.

[24.0]
Donde
o = es el factor de sobrerresistencia, y
QE = es el efecto de las fuerzas horizontales V tal y como se definió anteriormente.
Página 20 de 25
Es interesante destacar que las condiciones de ortogonalidad y desacoplamiento del
análisis de esfuerzos horizontales continúan siendo válidas en los casos que el diseño
requiera tener en cuenta el factor de sobrerresistencia.
Cargas de Impacto (IL)
Las cargas de impacto en parrales son fuerzas inducidas debido a condiciones
particulares de proceso, en el interior del equipo o debidas a la transición sólido-fluido
del producto. Estas condiciones particulares deben ser indicadas y definidas en cada
caso por los especialistas mecánicos o de proceso.
En el cálculo de combinaciones de carga, el coeficiente aplicado será el mismo que
el de las cargas vivas.
DIAGRAMA DE APLICACIÓN DE CARGAS
DEFORMACIONES LÍMITES
No deberán superar los siguientes valores:
a. Flechas límite en Racks de tuberías

Vigas principales

Flecha combinada de vigas intermedias y vigas longitudinales de atado
(L = luz de viga intermedia)
L/400
L/200
b. Flechas límite en Vigas de forjado que soporten equipos:

Estado de operación
L/400

Prueba hidráulica
L/250
(L = luz teórica de la viga)
Página 21 de 25
c. Desplazamientos límite
Los desplazamientos horizontales máximos de estructuras debidos a
viento o sismo no deben exceder los siguientes valores, según tipos de
estructura y su funcionalidad:

Pasarelas de paso y cubiertas sin puentes-grúa
H/150

Máximo desplazamiento entre dos forjados adyacentes
ΔH/300

Racks de tuberías (conjunto de acciones combinadas c/viento
o sismo)
H/200
Dónde:
H = Altura total de la estructura
ΔH= diferencia de elevación entre dos niveles adyacentes
COMBINACIONES DE CARGAS
Todas las combinaciones de carga que aquí se presentan, respetan lo establecido en
las normativas y códigos de diseño de aplicación. Estos códigos brindan una
combinación lineal con coeficientes de ponderación de los componentes elementales de
carga anteriormente definidos pero que pueden no representar todos los casos posibles.
Es por ello, que el especialista puede encontrarse ante la necesidad de estudiar casos
particulares adicionales para garantizar la seguridad de las personas y de la estructura
en cada fase de la construcción y puesta en marcha.
Estados simples:
LOAD 1
LOAD 2
DS
DB
Peso propio de la estructura + fireproofing
Peso propio de bandejas Eléctricas y de Instrumentos
LOAD 3
DF
Peso Propio de Cañerías y Equipos en estado de
montaje y/o fabricación (Incluye Cargas de Aeroenfriador)(*)
LOAD 4
DE
Peso Propio de Cañerías y Equipos en vacío (Incluye Cargas
de Aeroenfriador) (*)
LOAD 5
DO
Cargas Verticales de Cañerías en Operación
(Incluye Cargas de Aeroenfriador)
LOAD 6
DT
Cargas Verticales de Cañerías en Prueba Hidráulica (Incluye
Cargas de Aeroenfriador)
LOAD 7
T
Cargas debidas a los cambios de temperatura del medio
LOAD 8
TFL
ambiente
Cargas de Fricción y/o Anclaje en dirección longitudinal
LOAD 9
TFT
Cargas de Fricción y/o Anclaje en dirección transversal
LOAD 10
L
Sobrecarga de Operación
LOAD 11
LOAD 12
S
WL
Sobrecarga de Nieve y Hielo.
Cargas de viento en dirección longitudinal
LOAD 13
WT
Cargas de viento en dirección transversal
Página 22 de 25
LOAD 14
Eh1
Cargas de sismo en dirección horizontal 1 (**)
LOAD 15
Eh2
Cargas de sismo en dirección horizontal 2 (**)
LOAD 16
Ev
Cargas de sismo en dirección vertical.
(*) Salvo que se requiera la verificación de alguna combinación especial durante la fabricación
de equipos y cañerías, se utilizarán las cargas designadas de peso propio en vacío para las
verificaciones estructurales.
(**) Las cargas debidas a la acción sísmica horizontal serán las que requiera el diseño en
cada caso dada la posibilidad de desacoplar o no las direcciones de acción del sismo. Los
elementos que requieran diseño con sobrerresistencia contarán con un conjunto de
combinaciones de carga adicional.
Combinación de Acciones en Estado de Servicio
LC 100 = 1.0 (DS + DB + DO)
LC 101 = 1.0 (DS + DB + DO + T) + 1.0 L + 1.0 TFL + 1.0 TFT
LC 102 = 1.0 (DS + DB + DO + T) + 1.0 S
LC 103 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.75 (T + L) + 0.75 TFL + 0.75 TFT + 0.75 S
LC 104 = 1.0 (DS + DB + DO) + 1.0 W L
LC 105 = 1.0 (DS + DB + DO) - 1.0 W L
LC 106 = 1.0 (DS + DB + DO) + 1.0 W T
LC 107 = 1.0 (DS + DB + DO) - 1.0 W T
LC 108 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.7 Eh1 + 0.7 EV
LC 109 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.7 Eh1 + 0.7 EV
LC 110 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.7 Eh2 + 0.7 EV
LC 111 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.7 Eh2 +0.7 EV
LC 112 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.75 W L + 0.75 (L+S) + 0.75 TFL + 0.75 TFT
LC 113 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.75 W L + 0.75 (L+S) - 0.75 TFL - 0.75 TFT
LC 114 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.75 W T + 0.75 (L+S) + 0.75 TFL + 0.75 TFT
LC 115 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.75 W T + 0.75 (L+S) - 0.75 TFL - 0.75 TFT
LC 116 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.525Eh1 + 0.525EV + 0.75 (L+S) + 0.75 TFL + 0.75 TFT
LC 117 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.525Eh1 + 0.525EV + 0.75 (L+S) - 0.75 TFL - 0.75 TFT
LC 118 = 1.0 (DS + DB + DO) + 0.525Eh2 + 0.525EV + 0.75 (L+S) + 0.75 TFL + 0.75 TFT
LC 119 = 1.0 (DS + DB + DO) – 0.525Eh2 +0.525EV + 0.75 (L+S) - 0.75 TFL - 0.75 TFT
LC 120 = 0.9 (DS + DB + DO) + WL
LC 121 = 0.9 (DS + DB + DO) - WL
LC 122 = 0.9 (DS + DB + DO) + WT
LC 123 = 0.9 (DS + DB + DO) – WT
LC 124 = 0.9 (DS + DB + DO) + 0.7 Eh1 + 0.7 EV
LC 125 = 0.9 (DS + DB + DO) – 0.7 Eh1 + 0.7 EV
LC 126 = 0.9 (DS + DB + DO) + 0.7 Eh2 + 0.7 EV
LC 127 = 0.9 (DS + DB + DO) – 0.7 Eh2 +0.7 EV
Página 23 de 25
Combinación de Acciones en Estado Último:
Vacío
LC 200 = +1.4 (DS + DB + DE)
LC 201 = +1.2 (DS + DB + DE) +1.6 W L
LC 202 = +1.2 (DS + DB + DE) -1.6 W L
LC 203 = +1.2 (DS + DB + DE) +1.6 W T
LC 204 = +1.2 (DS + DB + DE) -1.6 W T
LC 205 = +0.9 (DS + DB + DE) +1.6 W L
LC 206 = +0.9 (DS + DB + DE) -1.6 W L
LC 207 = +0.9 (DS + DB + DE) +1.6 W T
LC 208 = +0.9 (DS + DB + DE) -1.6 W T
Prueba hidráulica
LC 300 = +1.4 (DS + DB + DT)
LC 301 = +1.2 (DS + DB + DT) +1.6 WL
LC 302 = +1.2 (DS + DB + DT) -1.6 W L
LC 303 = +1.2 (DS + DB + DT) +1.6 WT
LC 304 = +1.2 (DS + DB + DT) -1.6 WT
LC 305 = +0.9 (DS + DB + DT) +1.6 W L
LC 306 = +0.9 (DS + DB + DT) -1.6 W L
LC 307 = +0.9 (DS + DB + DT) +1.6 WT
LC 308 = +0.9 (DS + DB + DT) -1.6 WT
Combinaciones con sobrerresistencia.
LC 400 = +1.2 (DS + DB + DO) + 0.5 TFL + 0.5 TFT + 1.0 oEh1 + 1.0 EV
LC 401 = +1.2 (DS + DB + DO) - 0.5 TFL - 0.5 TFT – 1.0 oEh1 + 1.0 EV
LC 402 = +1.2 (DS + DB + DO) + 0.5 TFL +0.5 TFT + 1.0 oEh2 + 1.0 EV
LC 403 = +1.2 (DS + DB + DO) - 0.5 TFL -0.5 TFT - 1.0 oEh2 + 1.0 EV
LC 404 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.0 oEh1 - 1.0 EV
LC 405 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.0 oEh1 - 1.0 EV
LC 406 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.0 oEh2 - 1.0 EV
LC 407 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.0 oEh2 - 1.0 EV
Operación
LC 500 = +1.4 (DS + DB + DO)
LC 501 = +1.2 (DS + DB + DO + T) +1.6 TFL + 1.6 TFT + 1.6 L + 0.5 S
LC 502 = +1.2 (DS + DB + DO - T) - 1.6 TFL - 1.6 TFT + 1.6 L + 0.5 S
LC 503 = +1.2 (DS + DB + DO + T) + 1.0 TFL + 1.0 TFT + 1.6 W L + 1.0 L + 0.5 S
LC 504 = +1.2 (DS + DB + DO - T) - 1.0 TFL - 1.0 TFT - 1.6 W L + 1.0 L + 0.5 S
LC 505 = +1.2 (DS + DB + DO) + 1.0 TFL + 1.0 TFT + 1.6 WT + 1.0 L + 0.5 S
LC 506 = +1.2 (DS + DB + DO) - 1.0 TFL - 1.0 TFT - 1.6 W T + 1.0 L + 0.5 S
LC 507 = +1.2 (DS + DB + DO) + 1.0 TFL + 1.0 TFT + 1.0 L + 1.0 Eh1 +1.0 EV
Página 24 de 25
LC 508 = +1.2 (DS + DB + DO) - 1.0 TFL - 1.0 TFT + 1.0 L - 1.0 Eh1 +1.0 EV
LC 509 = + 1.2 (DS + DB + DO) + 1.0 TFL + 1.0 TFT + 1.0 L + 1.0 Eh2 +1.0 EV
LC 510 = +1.2 (DS + DB + DO) - 1.0 TFL - 1.0 TFT + 1.0 L - 1.0 Eh2 +1.0 EV
LC 511 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.6 W L
LC 512 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.6 W L
LC 513 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.6 W T
LC 514 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.6 W T
LC 515 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.0 Eh1 - 1.0 EV
LC 516 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.0 Eh1 - 1.0 EV
LC 517 = +0.9 (DS + DB + DO) + 1.0 Eh2 - 1.0 EV
LC 518 = +0.9 (DS + DB + DO) - 1.0 Eh2 - 1.0 EV
CONCLUSIONES
Tal y como se ha descripto, el diseño temprano de un parral de tuberías y equipos
supone un desafío al momento de determinar los parámetros y cargas de diseño. En
este trabajo hemos recopilado criterios y parámetros de diseño de las normativas
locales e internacionales, los criterios desarrollados en plantas donde se utiliza este tipo
de estructura con frecuencia y hemos sumado nuestras experiencias con la sola idea de
brindar un guía que presente al ingeniero con un listado de los temas a tener en cuenta
y resaltando, a nuestro criterio, los puntos más importantes donde hacer hincapié.
Como último comentario, creemos que es prudente recalcar la necesidad de realizar
un segundo análisis una vez que se cuente con los datos de diseño reales del proyecto
(cargas por stress analysis en tuberías, cargas de equipos, parámetros del suelo, etc.),
para optimizar y/o reforzar la estructura diseñada.
REFERENCIAS
ASCE 7-05 – Minimun Design Loads for Buildings and Other Structures.
ASCE – Wind Loads for Petrochemical and other industrial facilities.
Process Industry Practices. PIP – STC01015 – Structural Design Criteria. Feb 2006
CIRSOC 101-2005. Reglamento Argentino de Cargas Permanentes y Sobrecargas
Mínimas de Diseño para Edificios y otras Estructuras.
5. CIRSOC 102-2005. Reglamento Argentino de Acción del Viento Sobre las
Construcciones.
6. CIRSOC 103-1991. Normas Argentinas Construcciones Sismorresistentes. Parte I.
7. CIRSOC 103-2005 Reglamento Argentinas Construcciones Sismorresistentes. Parte II.
8. CIRSOC 103-2005 Reglamento Argentinas Construcciones Sismorresistentes. Parte IV.
9. CIRSOC 104-2005 Reglamento Argentino de Acción de la Nieve Sobre las
Construcciones.
10. Building Seismic Safety Council of the National Institute of Building Sciences. 2009.
NEHRP Recommended Seismic Provisions for New Buildings and Other Structures. FEMA P750. Washington, DC: Federal Emergency Management Agency. J
11. Vaquero, Sebastián F., Damián R. Correa, and Sergio F. Wolkomirski. 2013. “Precast
Concrete, Steel-Braced, Hybrid Pipe Rack Structures.” PCI Journal 58 (4): 55–67.
1.
2.
3.
4.
Página 25 de 25