NCh 184[1].1 Of2001 Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado - Parte 1

NORMA CHILENA OFICIAL NCh 184/1 .OÍ2001

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 Ó 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 - Parí 1: Unreinforced circular concrete pipe, unreinforcedfíat concrete pipe and fíat concrete pipe - General requirements

Primera edición : 2001

Descriptores: materia/es de construcción, tuberías, tubos, hormigón, hormigón armado,alcantarillado, requisitos

CIN 91.100.30; 91.140.80

COPYRIGHT 2002: INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN - INN * Prohibida reproducción y venta *Dirección : Matías Cousiño N° 64, 6° Piso. Santiago, ChileCasilla : 995 Santiago 1 - ChileTeléfonos : + (56 2) 441 0330 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5° Pisol : +(56 21 441 0425Telefax r + (56 2) 441 0427 • Centro de Documentación y Venta de Normas (5° Piso) : +{56 21 441 0429Web : wwuv.inn.clMiembro de ; ISO (International Grganization for Standardizaron) • COPANT ¡Comisión Panamericana de Normas Técnicas)

NCM84/1

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

NCM84/1

Contenido

Página

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.O 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

NCM84/1

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 1 5

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 Ce 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

NCH184/1

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 (L() 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

IV

NORMA CHILENA OFICIAL NCh184/1.Of2001


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 STANDARDIZARON (ISO) y de la COMISIÓNPANAMERICANA DE NORMAS TÉCNICAS (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.Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad,CESMEC Ltda.

Empresa de Servicios Sanitarios del Bío Bío, ESSBIOEmpresa Metropolitana de Obras Sanitarias, EMOS S.A.Instituto de Investigación y Ensayes de Materiales, IDIEMInstituto de la Construcción, ICInstituto Nacional de Normalización, INNMinisterio de Obras Públicas, MOP, Departamento de ObrasHidráulicasPrefabricados de Hormigón GRAU S.A.

Servicio de Vivienda y Urbanismo Metropolitano, SERVIU

Arturo Budnik O.

Cecilia Simón B.Claudio Orellana C.Eduardo Susarte B.Claudio Navarro L.Yuri Tomicic C.Claudio Acuña C.Rodrigo Espinoza G.

Hernán Infante A.Max Bedriñana S.Manuel Rodríguez P.Arturo Muñoz F.

V

NCh.184/1

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 NCh184.0f80 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 NCh1S4.0f80 Tubos de hormigón simple paraalcantarillado - Requisitos genera/es, 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.

VI

NORMA CHILENA OFICIAL NCh184/1.Of2001


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.

NCh44NCh148NCh185NCh409/1NCh1173

NCh149SNCH2182ASTM C443 [M]'

Inspección por atributos - Tablas y procedimientos de muestreo.Cemento - Terminología, clasificación y especificaciones generales.Tubos de hormigón simple para alcantarillado - Ensayos.Agua potable - Parle 1: Requisitos.Acero - Alambre liso o con entalladuras, de grado AT56-50H, parauso en hormigón armado - Especificaciones.Hormigón - Agua de amasado - Requisitos.Hormigón y mortero - Aditivos - Clasificación y requisitos.Specifications for Joints for Circular Concrete Sewer and CulvertPipe, Using Rubber Gaskets.

Mientras no exista la norma chilena correspondiente, se debe usar esta norma.

NCh184/1

3 Términos y definiciones

Para los propósitos de esta norma, se aplican !os 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

NCh184/1

4 Símbolos y términos abreviados

Para esta norma se adopta la notación que se presenta en Tabla 1 siguiente:

Tabla 1 - Simbologia y términos abreviados

Símbolo

3

DI

DN

b

1.

d

e

e'

L

MA

P

P'

RM

t

Significado

Apertura de la unión de campana y espiga

Diámetro interior del tubo

Diámetro nominal interior

Ancho mínimo de la base en tubos con base plana

Diámetro externo del tubo

Diámetro interno de la unión

Espesor mínimo de pared

Espesor mínimo de la base en tubos con base plana

Longitud útil del tubo

Máximo de adición de agua

Profundidad mínima en la unión exterior

Proiundidad mínima en la unión interior para tubos clase B y base plana

Resistencia mínima a la compresión diametral

Apertura de la unión

Unidad

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

m

cm3/m

mm

mm

kN/m

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 rnm, 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.

NCh184/1

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 rio, 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 NCM409/1, 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 NCh11 73.

6.1.6 Los aditivos deben cumplir con los requisitos de NCh21 82.

NCM84/1

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

DN

100

150

175

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1 000

1 200

Tubos Clase A

e P a t

19

19

22

22

26

33

36

40

45

50

57

68

77

86

95

105

50

50

50

50

50

50

50

50

50

26

26

40

40

42

42

50

10

10

10

10

15

15

15

15

15

-

-

-

-

-

-

-

3

3

3

3

3

3

3

5

5

6

7

7

8

8

9

10

Tubos Clase B

e

20

23

30

32

32

38

45

55

60

69

-

-

-

-

-

-

Tubos con base plana

e

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

91

91

98

109

120

140

e'

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

136

162

185

206

227

267

b

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

360

420

480

540

600

720

6.2.2 Longitudes útiles

Tabla 3 - Longitudes útiles de tubos

DN,

mm

100

150- 250

300 - 500

600 - 1 200

L.

m

1

1

1

1

-

1,20

1,20

1,20

1,25

1,25

1,25

-

-

1,50

1,50

-

-

1,75

1,75

-

-

2,00

2,00

-

2,50

2,50

NOTA - Se pueden aceptar tubos de cualquier longitud intermedia o superior, siempre que se cumplan losrequisitos de esta norma.

NCM184/1

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.

Mm

100a 350

400 a 800

900 a 1 200

NOTA - El valo

LDesviación admisible,

%

± 1

± 1

± 1

tDesviación admisible,

mm

± 2

± 3

z 4

rf, -- íí,r de t corresponde s— — ; — '— .

aDesviación admisible,

mm

+ 2

± 3

>• 4

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

DN,

mm

100

150

175

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1 000

1 200

Tubos de sección de circular

Clase A

RM. kN/m

17

17

17

17

18

19

20

Clase B

RM, kN/m

18

19

20

21

22

27

35

21 ] 43

22

24

28

31

33

35

37

39

46

52

-

-

-

-

-

-

Tubos de base plana

Clase B

RM, kN/m

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

70

80

84

92

100

113

NOTA - Para los efectos de esta norma 1 kN = 100 kgf.

NCh184/1

6.2.5 Máximo de adición de agua

Tabla 6 - Máximo de adición de agua

DN,

mm

100

150

175

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1 000

1 200

Tubos de sección de circular

Clase A

MA, cm3/m

100

110

115

120

140

160

180

210

240

270

300

330

360

400

440

520

Clase B

MA, cm3/m

100

110

115

120

140

160

180

210

240

270

-

-

-

-

-

-

Tubos de base plana

Clase B

MA, cm3/m

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

300

330

360

400

440

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.

NCH184/1

6.3.2 Resistencia mecánica

Tabla 7 - Características de resistencia mecánica - Valores mínimos a la ruptura

DN,mm

600

700

800

900

1 000

1 200

Armadura elíptica,cm2/ml

Tipo - 1

4,64

4,92

5,34

5,93

6,58

7,80

Tipo - 2

6,28

6,64

7,16

8,10

8,97

10,73

RM, kN/m

Tipo - 1

88

98

112

124

142

169

Tipo - 2

106

125

147

162

176

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.

41 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 3 - Máximo de adición de agua

DN,mm

600

700

800

900

1 000

1 200

MA, cm3/m

Tipo - 1 y Tipo - 2

300

330

360

400

440

520

8

NCM184/1

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 et último anillo circunferencial almenos a 25 mrn 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).

NCM84/1

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, e 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 Cíase 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.

10

NCh184/1

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


Figura 1 - Longitud interna del tubo

11

NCM184/1


a) Campana y espiga

b) Muesca y ranura

NOTA - Estas figuras constituyen una indicac'fin de las dimensiones yno ore'enden especificar un diseño determinado.

Figura 2 - Esquemas de uniones en tubas de hormigónsimple Clase A

12

NCM184/1Driensiones en mii.'metros

o

a) Cazoleta y espiga

If

b) Muesca y ranura

NOTA - Estas figuras cünsfifuyen una indicaLibn de las dsmensones yno grefendei especificar un diseño tíeterminaca

Figura B - Esquemas dB uniones en tubas de hormigónsimple Clase B

13

NCH184/1

a) Circular

b) Con base piaña

NOTA - Estas ¡guras caris" tuyen una ¡nclicaci&n cíe las dimensiones yno pretenden esped'car íf Cise'iD determinada.

Figura 4 - Esquemas de secciones de tubos

14

NCh184/1

a) Malla elíptica

b) Malla circular

Figura 5 - Disposlrifin de armaduras

15

NCh184/1

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 ¡a 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 rsfl = 0,5.

6) Altura de relleno mínimo de 0,30 m sobre la clave.

1.6

NCM84/1

A.3 Figuras


Nvel superiorterraplén

Cama de arenagruesa agravilla

Nivel terrenonaiural noperturbado

50 a 100-1

at Proyección positiva

Nivel superiorterraplén

Nivel terrenonatural noperturbada

Relleno

////////////

Cana de arenagri_esa ogradúa

4-s_ **r...... ...-J..,...i.....í.,........... *f L

W///J///S//////S o

3d

ÜJ Proyección negativa

Figura A.1 - Instalaciñn de tubos de hormlgfin armado de base planasegún condición tieí terraplén

17

NCM184/1

Anexo B(Informativo)

Verificación estructural de tubos

B.O 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 130-2785:1974 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.

18

NCH184/1

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:

en que:

Wfl = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;

Cd = coeficiente tabulado (ver Figura B.4};

w = peso específico del relleno, en kg/m3;

Bd = ancho de la zanja a nivel de clave del tubo, en m.

Ver además Figura B.1. El coeficiente Clt además de depender de la altura de relleno H y

del ancho de zanja Btl , es función de los coeficientes de fricción interna del material de

relleno ji, la pared de la zanja, y de la razón entre la presión activa lateral y vertical K,

según fórmula de Rankine. Valores para Crf se pueden encontrar en Figura B.4 para

diversos tipos de suelos.

B.1.3 Instalación de tubo en condición de terraplén con proyección positiva (caso 2}

La carga que toma el tubo debido al terraplén tiene como expresión:

Wc = Cc x w x B;

en que:

We = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;

C = coeficiente tabulado (ver Figura B.5);


B, = diámetro exterior del tubo, en m.

Esta condición, denominada caso (2), está ilustrada en Figura B.2. El coeficiente C. se

presenta en Figura B.5 y es función de la razón de proyección p sobre el terreno natural ydel módulo de asentamiento rs[l. En Tabla de Figura B.5 están indicados los valores de rsü

para diversos tipos de suelo.

19

NCM184/1

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:

w, - CM x w x e¿

en que:

Wa = carga absorbida por el tubo, en kg/ml;

C,, = coeficiente tabulado (ver Figura B.4);


Btí = ancho de la zanja excavada bajo terreno natural, en m.

Tal como en el caso anterior, el valor de coeficiente Cn, es función de la razón de

proyección p y del módulo de asentamiento rs(i, que en estos casos tiene valores negativos.

Los valores de rsd y el coeficiente Ca se encuentran en Figura B.5.

B.2 Factor de carga (Lt)

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.

20

NCM84/1

Tabla B.1- Factores de carga (L,| para tubos base plana - Condición de terraplén - Proyección positiva

H

Bc

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

5,0

10,0

15,0

p = 1.0-0,9

rd = °

rsd

p = 0

4,60

3,67

3,40

3,28

3,16

3,09

3,03

3,00

0,3

0,3

4,32

3,24

2,89

2,84

2,78

2,73

2,70

2,69

0.7

0,65

4,32

3,24

2,89

2,84

2,67

2,63

2,62

2,61

p = 0,7

raa=rj

sa

p = 0

3,45

3,02

2,90

2,85

2,80

2,76

2,73

2,72

0,3

0,2

3,25

2,80

2,62

2,59

2,56

2,54

2,52

2,51

0,7

0,5

3,24

2,80

2,62

2,59

2,49

2,48

2,47

2,46

p = 0 - 0.5

1^=0

SU

p = 0

2,62

2.51

2,47

2,45

2,44

2,43

2,42

2,42

0,3

0,15

2,55

2,42

2,35

2,34

2,33

2,32

2,31

2,31

0,7

0,35

2,55

2,42

2,35

2,32

2,30

2,30

2,29

2,29

P = 0,3

rs0 =0

sd

p = 0

2,32

2,31

2,30

2,30

2,30

2,30

2,30

2,30

0,3

0,10

2,31

2,29

2,28

2,28

2,28

2,28

2,28

2,28

0,7

0,20

2,31

2,29

2,28

2,28

2,27

2,27

2,27

2,27

p= 0 proyec.nula

rM = cualquier

valor

r d P = °

2,20

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:

W = P D x p

en que:

Wv = carga vertical por paso de vehículos, en kg/m;

Pv = 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.

21

NCH184/1

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:

CRN x LF.S. =

CT + CV

en que:

CRN = carga de ruptura por normas;

Lf = factor de carga;

CT = carga de tierra;

CV = cargas vehiculares.

22

NCh184/1

B.5 Figuras

Terreno natural

xyxxxyxxx1

La condición de instalación corresponde a aquella que dé la menor carga dg fierra.

Figura B.1 - Caso 1: Condición de zanja

Superficie de lerraplen/T7T7 X A /. 7 A X A f A

Be

./• x x / •\ en-enn natural

Figura B,2 - Caso 2: Condicifin de terraplén, proyección positiva

23

NCh 184/1

Superar,e de terraplén

Bd

Be

Figura S.3 - Caso 3; CondidOn de terraplén, proyección negativa

24

NCM84/1

10 •E 20 25 -V 5 6 7 8 9 1C

-g 30

10

9a

76

15

40

30

25

2C

10

9

-^ 2

£tef coeficiente Cu

A- cd para KB= Cd para KC= Cd pana KD= Cd pana K

E= Cd para K

t¿= tíM-= 0,192

fj, = K¿¿' = 0,165

^= V'= 0,150

fj. = K/¿'= 0,130

/i- K/¿"= G.-Í10

(Rara 3 rateriales incompresibles s;n(Arene y c,ravs, suela corriente)

(Suela corriente, saturado de agua)(Arcilla o materiales compresibles)(Acalla satunadc de sgua)

Figura BA - Coeficiente tabulado Cd para condición de zanja (Casa 1)

25

NCh184/1

O 1

rsd p = +0.1

5 7 8 9 10 11 12

llores de/ coeficiente Ce (Cn)

p, p'= razón de proyecciónrs[ j = modula de asenfamienio

Figura B.5 - Coeficiente tabulado Ce para condición de terraplén con proyección positiva (Caso 2)y Cn para condición de terraplén con proyección negativa (Caso 3)

26

NCh184/1

19

6 m 6 m

LT y HT 26

Sobrecama por rueda para vehfciíos tipo

STmbDlo

LT 3LT 6LT 12HT 26HT 30HT 38HT 45HT 60

Carostotal

3

612263038í.BSC

N-Efe

ejes

22223333

Sobrecarga por rueda

Rueda deLanferakN

4,99, a

10,663,7'(9,061. 373,698,1

kgf

5001 0002 000& SOC5 OOC6 2507 5CO

10 000

Rueda trasera

kN

9.819,639,263,749,063,7n698,1

kgf

1 0002 0004 0006 SOOS 0006 5007 500

10 000

i<g/m

3.0 i.O 5 O

Presión vertical p ai nivel de la generatriz superar deí tubo

Figura B,6 - Factor de carga Pr para cargas vehiculares

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NCM84/1

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.*1

Las medidas de las dimensiones dt y í/(, se usan para determinar el ancho de

separación t (gap) de la campana.

La dimensión d¡ es el diámetro interno de la campana en el área de contacto con el

anillo de goma o a la mitad de la profundidad de la campana.

La dimensión dt, es el diámetro externo de la espiga en el área de contacto con el

anillo de goma o a la mitad de la espiga.

Tabla C.1 - Profundidad P y espesor de pared de la campana S4

para la Figura C.1


DN

100

150

200

250

300

400

500

600

700

P

60

60

60

60

80

80

90

90

90

Sa

30

35

40

45

50

55

60

70

80

DN

800

900

1 000

1 100

1 200

1 300

1 400

1 500

P

90

100

100

100

100

110

110

110

Sí

85

95

100

115

125

135

140

140

El hecho de que las dimensiones de las uniones de campana no estén normalizadas significa que lostubos de diferentes fabricantes y aquellos hechos en distintos procesos, normalmente no pueden serunidos entre si.

28

NCM84/1

«25

LDT

Figura C.1 - Ejemplns

29

NCH184/1

Tabla C.2 - Variaciones permisibles de t para usocon anillos de goma cite u lar es


t

7

8

9

10

12

14

16

18

Variación permisible

± 1,5

± 1,7

± 1,9

±2,1

±2,5

±3,0

±3,5

±4,0

NOTAS

1 ) t se calcula como el promedio de los valores límites como se indica a continuación:

2) Valores intermedios se pueden interpolar linealmente.

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NCM184/1

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 INIM 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 seilo de aprobación delOrganismo de Certificación.

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NCM184/1

Anexo E(Informativo)

Bibliografía

Ministerio de Obras Públicas, Manual de Carreteras. Vol.-4 Obras Tipo.

AASHTO 1 983 Specifícations for Highway Bridges, Section 3, Loads.

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NCh 184[1].1 Of2001 Conductos prefabricados de hormigón para alcantarillado - Parte 1

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