Especificación PDVSA JA-221, Diseño sismorresistente de instalaciones industriales

Objetivo

Establecer los requerimientos mínimos para diseño, evaluación o refuerzo sismorresistente de instalaciones industriales de PDVSA.

Alcance

Esta especificación establece las disposiciones generales de análisis y diseño para instalaciones industriales pertenecientes a PDVSA ubicadas en zonas sísmicas, dentro del territorio de Venezuela.

Se establecen además los criterios de evaluación estructural que deben seguirse para la adecuación, remodelación, rehabilitación, reforzamiento o reparación de una instalación existente.

La caracterización de la amenaza sísmica en edificaciones se regirá por la Norma COVENIN 1756. No obstante, se incluyen en estas especificaciones recomendaciones de modelaje estructural.

Dentro del contexto de esta especificación, sólo se contempla el análisis y la consideración de sismos tectónicos. No se incluyen sismos inducidos.

Definiciones y Notación

4.1 Definiciones

4.1.14 Cedencia: Es la condición caracterizada por plastificación de la región mas solicitada del sistema resistente a sismos, tal como la formación de la primera rótula plástica en un componente importante del mismo.

Corrección: "Es la condición caracterizada por la deformación plástica de la región mas solicitada del sistema resistente a sismos, tal como la formación de la primera rótula plástica en un componente importante del mismo"

Comentario: Se sugiere cambiar el término "plastificación" por el término "deformación plástica" para dar un mayor entendimiento del concepto de Cedencia.

4.1.17 Demanda de Ductilidad: Es la exigencia de ductilidad que se origina en la estructura cuando está sujeta a los movimientos sísmicos de diseño como los aquí estipulados (véase Ductilidad y Factor de Ductilidad)

Corrección: "Es la exigencia de ductilidad que se origina en la estructura cuando está sujeta a los movimientos sísmicos de diseño conforme a los aquí estipulados (véase Ductilidad y Factor de Ductilidad)"

4.1.19 Efectos de Sitio: Es la modificación de la señal debido a la influencia de las condiciones geológicas y topográficas, se conoce como efecto de sitio y consiste en la amplificación de dicha señal en varios órdenes de magnitud.

Corrección: "Es la modificación de la señal debido a la influencia de las condiciones geológicas y topográficas, basada en la amplificación de dicha señal en varios órdenes de magnitud."

Comentario: Se sugiere eliminar "se conoce como efecto de sitio" ya que es redundante en la definición del texto señalado.

4.1.20 Efecto P-Delta: Es el incremento de momentos flectores que tienen los elementos verticales (columnas) de un pórtico cualquiera, de cualquier material, por el efecto del desplazamiento horizontal de las plantas y el consiguiente desplazamiento de las cargas verticales.

Corrección: "Es el incremento de momentos flectores que tienen los elementos verticales (columnas) de un pórtico de cualquier material, por el efecto del desplazamiento horizontal de las plantas y el consiguiente desplazamiento de las cargas verticales."

Comentario: Se sugiere eliminar el término "cualquiera" ya que es redundante en la definición del texto señalado.

4.1.23 Estado Límite: Es la condición en la cual una estructura o una parte de ella, cesa de satisfacer una o más de las funciones para las cuales fue diseñada. Pueden clasificarse en dos categorías: (1) estados límites de servicio, relacionado a las condiciones de uso de la estructura y (2) estados límites de agotamiento, que corresponden a la capacidad portante de la estructura; normalmente la seguridad estructural es referida a este tipo de estados límites.

Corrección: "Es la condición en la cual una estructura, miembro o componente estructural, cesa de satisfacer una o más de las funciones para las cuales fue diseñada. Pueden clasificarse en dos categorías: (1) estados límites de servicio, relacionado a las condiciones de uso de la estructura y (2) estados límites de agotamiento, que corresponden a la capacidad portante de la estructura; normalmente la seguridad estructural es referida a este tipo de estados límites"

4.1.36 Respuesta Sísmica: Es la que describe la respuesta dinámica de una estructura dada, a acciones de tipo sísmico.

Corrección: "Es la que describe la respuesta dinámica de una estructura dada, a acciones de origen sísmico"

4.1.38 Rótula Plástica: Es una zona de cedencia que se forma en un componente del sistema resistente a sismos, en la cual pueden ocurrir incrementos importantes en las rotaciones inelásticas alternantes, sin modificaciones significativas del momento actuante, el cual es igual al de agotamiento

Corrección: "Es una zona de cedencia que se forma en un componente del sistema resistente a sismos, en la cual pueden ocurrir incrementos importantes en las rotaciones inelásticas alternantes, sin modificaciones significativas del momento actuante, el cual es igual al momento de agotamiento"

Comentario: Se sugiere agregar el termino momento de agotamiento para hacer una referencia concisa del concepto de Rótula Plástica.

4.1.44 Zona Sísmica: Es el área geográfica en la cual se admite que el riesgo sísmico esperado es similar en todos sus puntos, en un período de tiempo prefijado. Todos los sitios comprendidos en dicha área presentan parámetros constantes para el diseño

Corrección: "Es el área geográfica en la cual se admite que el riesgo sísmico esperado es similar en todos sus puntos, en un período de tiempo determinado. Todos los sitios comprendidos en dicha área presentan parámetros constantes para el diseño"

4.2 Notación

h = Altura.

Corrección: "h= Altura medida con respecto al nivel de base de la estructura, o nivel de desplazamiento lateral nulo"

Comentario: Se sugiere especificar a que altura se refiere el término "h", para ello puede agregarse la corrección señalada.

Superposición con otras Acciones

mCP + nCV ± qS

q = 1,0 cuando se usen métodos basados en estados últimos. Para el caso particular de los sistemas contra incendio se adoptará q = 1,2.

Corrección: "q = Se adoptará 1,0 cuando se usen métodos basados en estados últimos. Para el caso particular de los sistemas contra incendio se adoptará q = 1,2"

1,1 CP +1,0 CV ± 1,0 S (5.1a)

0,9 CP ± 1,0 S (5.1b)

Comentario 5.1ª y 5.1b: Se sugiere no utilizar espacios al momento de colocar los decimales, es decir, en vez de 1, 0; debería emplearse 1,0.

Tabla 2. Forma Espectral tipificada y factor f

Notas:

b. Si Ao < 0, 15, úsese S4

c. Si Ao < 0, 15, úsese S3

Comentario: Se recomienda unificar criterios de espacios al momento de colocar decimales, es decir, en vez de 0, 15; debería emplearse 0,15.

Observaciones:

Ao = a/g (8.3)

Log MD = ( Mw – 6,69) / 0,74 (8.5)

Dp = Mo / (µ Ar) (8.10)

Comentario: Se sugiere unificar criterio de espacios con respecto a la división (/).

c = raíz a la cuarta de D/beta* (9.5)

Comentario: Se recomienda especificar el significado de la notación c empleado en la ecuación 9.5.

Ecuación 8.2

Ecuación 11.2

Comentario: Se sugiere unificar criterios al momento de utilizar el espacio antes de los paréntesis.

Ecuación A4.1 (7.1)

Ecuación A4.1 (7.2)

Ecuación A4.1 (7.3)

Comentario: Se sugiere unificar criterio de espacios con respecto a la división (/).

Ejemplos Numéricos

Ejemplo 1 Pág. 45

A.5.2.1 (8.2.1) Opción 1

Ejemplo 1:

Sea una zona sísmica definida por a* = 62cm/s2 y ? = 3,6. Sea una instalación con un valor prefijado de p1 = 0,002 (o período de retorno de 500 años).

Corrección: "Sea una zona sísmica definida por a* = 62cm/s2 y ? = 3,6. Sea una instalación con un valor determinado de p1 = 0,002 (o período de retorno de 500 años)"

Comentario: Corregir fórmula A.5.2 (8.7) ya que le falta el signo negativo al exponente (1/ ?).

Con la fórmula corregida de la siguiente manera:

a = a* [- ln (1 – p1)] ^ (-1/ ?)

a = 62 * [- ln (1 – 0,002)] ^ (-1/ 3,6)

a= 348 cm/s2

Comentario: Corregir decimales de probabilidades de excedencia del ejemplo 1 usando fórmula A5.2 (8.6.a)

Para t = 30 años P* = 0,0583

Para t = 50 años P* = 0,0953

Para t = 100 años P* = 0,182

Ejemplo 2 Pág. 46

Sea la misma zona sísmica del ejemplo anterior con a* = 62 cm/s2 y ? = 3,6. Sea una instalación con un valor prefijado de P*0 0,10.

Corrección: "Sea la misma zona sísmica del ejemplo anterior con a* = 62 cm/s2 y ? = 3,6. Sea una instalación con un valor prefijado de P*0 0,10"

Comentario: Se recomienda enumerar la fórmula de períodos de retorno (T) de la siguiente manera A.5.2 (8.9); y además corregir dicha fórmula ya que el despeje del valor de período de retorno (T) es incorrecto.

Con la fórmula corregida de la siguiente manera:

Ejemplo 3 A.5.3 (8.3) Espectros de Respuesta Elástica.

Comentario: Corregir el valor de ? ya que aparece ? = 32 en la formula y es ? = 3,2.

Con la fórmula corregida de la siguiente manera:

a = 45*[-ln(0.93) / 50]^ (-1/3,2)

a= 347 gal

Ao = a/g = 347/981 = 0,354

Comentario: Se recomienda especificar que se toma g = 981 gals.

Ejemplo 4 A.5.6 (8.6) Desplazamientos Permanentes de Fallas Activas

Opción 2:

LogSRL = (Mw-5.08)/1,16

SRL = 10^(-1.38 + 1.02 log SRL)

SRL = 37 km

Comentario: Corregir la nomenclatura de SRL por la notación LSR (Longitud de la Superficie de Ruptura).

Opción 3:

Comentario: Corregir el resultado de Dp. En lugar de dar 87 cm, Dp da un valor de 94 cm.

A.9 (12) Combinación de los efectos debidos a la acción de las tres componente sísmicas.

Parrafo N°2: Se debe tener presente que estos criterios de combinación suponen la independencia estadística de las tres componentes ortogonales del movimiento sísmico, razón por la cual se acepta que sus coeficientes de correlación valen cero. El mismo criterio se aplica si se añaden las componentes rotacionales del sismo.

Corrección: "Se debe tener presente que estos criterios de combinación suponen la independencia estadística de las tres componentes ortogonales del movimiento sísmico, razón por la cual se acepta que sus coeficientes de correlación se consideran nulos. El mismo criterio se aplica si se añaden las componentes rotacionales del sismo".

Autor:

Gabriel