diseño de fundaciones y bases de equipos

7/21/2019 Diseo de Fundaciones y Bases de Equipos

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Ssmica Modulo de AdiestramientoSsmica Modulo de AdiestramientoSsmica Modulo de AdiestramientoSsmica Modulo de Adiestramiento

INSTRUCTORES:

Ing. M.Sc. Edinson Guanchez (UC, SISMICA c.a.)

Calculo y Diseo EstructuralCalculo y Diseo Estructuralde Sistemas de Fundacionesde Sistemas de FundacionesCalculo y Diseo EstructuralCalculo y Diseo Estructuralde Sistemas de Fundacionesde Sistemas de Fundaciones

Estudio Geotcnico e Infraestructura

Espesor de Capa Vegetal

Dimensionado, Clculo y Diseo del

sistema de Fundacin (Profundidad de

Desplante en Fundacin Artificial)

!eleccin del !istema de Fundacin mas

con"eniente

Determinacin de suelos e#pansi"os o

colapsa$les

Clculo de losas de piso

Consideraciones constructi"as o

in%erentes al me&oramiento del terreno de

fundacin


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DISEO GEOTCNICO DE SISTEMAS DE

FUNDACIN.INFORMACION GEOTECNICASe obtiene mediante la ejecucin de un Estudio Geotcnico.

METODOS DE E!"#ORACION $ M%ESTREO ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (STANDARD PENETRATION TEST SPT!PER"ORACIONES #A$ADAS.PER"ORACIONES ROTATI$AS.ENSAYO DE PENETRACION CONICA.E%EC&CION DE CA#ICATAS.TA#ADROS DE 'ANO Y POSTEADORES.PRES&RI'ETRO DE 'ENARD.ENSAYOS DE ETRACCION EN ROCA.ENSAYOS DE RE"RACCION SIS'ICA.ENSAYOS DE RESISTI$IDAD E#ECTRICA.RESONANCIA 'AGNETICA.

INFORMACIN MNIMA CONTENIDA EN EL ESTUDIOGEOTCNICO.

&' INTROD%CCION'(' O)*ETI+OS DE#A IN+ESTIGACION GEOTECNICA',' METODO#OGIA DE E*EC%CION -TRA)A*O DE CAM"O $ #A)ORATORIO.'/' INFORMACIONGEO#OGICADE #A 0ONA'1' RES%#TADOSDE# EST%DIO'

2' ES"ECIFICACIONES SISMICAS'3' AG%AS S%)TERRANEAS'4' CA#C%#O DE #A CA"ACIDAD ADMISI)#E DE# S%E#O CONFORME A SISTEMA DE

F%NDACION SE#ECCIONADO'5' +ERIFICACION DEASENTAMIENTOS -E#ASTICOS$ "OR CONSO#IDACION.'&6' E+A#%ACION DE "OTENCIA# DE #IC%ACION7 E!"ANSI+IDAD7 "OTENCIA# DE CO#A"SO7

etc'&&' CONC#%SIONES'&(' RECOMENDACIONES'&,' CRO8%IS DE %)ICACI9N DESONDEOS'&/' "ERFI#ES"RO)A)#ES DE# AREADE EST%DIO'&1' REGISTROS DE "ERFORACIONES DE CAM"O'&2' RES%#TADOSDE ENSA$OS DE #A)ORATORIO'


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Caso) "undacionesSu+e,-icialesCaso) "undacionesSu+e,-iciales

Instructores: Ing. Edinson Gunchez / Ing. Ernesto Cabrera

CALCULO GEOTCNICO DE SISTEMAS DEFUNDACIN.


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MECANISMOS DE FALLA EN SISTEMAS DE

FUNDACIN SUPERFICIAL.

DISTRI)%CION DE "RESIONES )A*O #A F%NDACION

#a +,esin de ,eaccin del suelo de a+oo a+licada sob,e la /a+ata de+ende,0 delas ca,acte,1sticas del mismo

Se ideali/a la dist,ibucin de +,esiones +a,a e-ectos de c0lculo

SUELOG

RANULAR

P

P

CASOD

E

ESTUDIO

SUELOC

OHESIVO

P


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5

DISTRI)%CION DE "RESIONES )A*O #A F%NDACION

De+ende de la e2cent,icidad3 de-inida como la ,elacin ent,e el momento -lecto, laca,4a a2ial actuantes e = M / P

QmaxQmin

B

P

M

+=B

6e1

AB

PQ SERV

MAX

=B

MIN

6e1

AB

PQ SERV

Caso e < B/6

3e

Qmax

B

P

M

Caso e > B/6

)2(3

4

eMAX

=

BA

PQ SERV

EXCENTRICIDAD POR MOMENTO (em) Y EXCENTRICIDADPOR GEOMETRA (eg) SORE LA CIMENTACIN.

Excentricidad Total (et).

et = eg + em.

eg = Distancia del centro de gravedad

de la cimentacin al centro de la columna.

em = Distancia del centro de la columna

al punto de aplicacin de la resultante.


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C!LCULO DE ASENTAMIENTOS SORE LA CIMENTACIN.

Asentamientos Inmediatos.

El asentamiento en la es5uina de un 0,ea ,ectan4ula, sob,e un est,ato de +,o-undidad in-initasometida a una +,esin uni-o,me 65s+uede calcula,se +o,)

(Es5uina de la cimentacin!

Donde)7 8 Anc9o (dimensin meno,! del ,ect0n4ulo

# 8 #on4itud (dimensin mao,! del ,ect0n4uloI: 8 Coe-iciente de in-luencia5act8 Es-ue,/o actuanteE 8 'dulo de elasticidad del suelo;s8 Relacin de Poisson del suelo

( )21 = actesquina q

E

BI


Asentamientos +o, Consolidacin. (A,cillas Satu,adas!

Asentamiento En Suelos No,malmente Consolidados (NC!.

Donde)Cc 8 Coe-iciente de com+,esibilidad del suelo.

P,esin e-ecti


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7


Asentamientos +o, Consolidacin. (A,cillas Satu,adas!Asentamientos En Suelos P,e consolidados.

C"#$%&

Donde)

C, 8 Coe-iciente de Recom+,esin. $a,ia ent,e (?@?> Cc B Cc!.P,esin e-ecti


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!

ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES.

ASENTAMIENTOS PERMISILES.


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"

MARCO NORMATIO LEGAL PARAEL DISEO DE FUNDACIONES.

La normativa nacional que rige el diseo estructural de fundaciones, es t conformada por la

Norma FONDONORMA 1753-2006 Proyecto y Construccin de Obras en Concreto

Estructural y la Norma COVENIN 1756-2001 Edificaciones Sismorresistentes. Sin

embargo, los proyectistas pueden recurrir al Cdigo ACI 318 del Instituto Americano del

Concreto, apoyndose en la disposicin transitoria 3.3.1 de la Norma Venezolana 1756-2001, la cual expresa que hasta tanto no se actualice la Norma Venezolana COVENIN

1753, los detalles del proyecto se deben ajustar al Cdigo 318 vigente.

Es importante resaltar, que debido a la naturaleza ssmica de nuestro pas, se debe cumplir

con los requisitos exigidos en el Capitulo 11 de la Norma COVENIN 1756-2001

Edificaciones Sismorresistentes.


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CONSIDERACIONES DE DISE:O DE F%NDACIONES

AIS#ADAS Dimensionamiento)

Se ,eali/a la su+e,+osicin de e-ectos se4n el a,t1culo ??... de la no,maCO$ENIN'IND&R ?F)H>?? Edi-icaciones Sismo,,esistentesJ

Ante las condiciones m0s des-a


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CONSIDERACIONES DE DISEO DE FUNDACIONES AISLADAS

Dimensionamiento con Conside,aciones Sismo,,esistentes)

A,ticulo ??.H.?. CO$ENIN ?FH>>?.

En caso de 5ue e2istan suelos co9esi


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CONSIDERACIONES DE DISE:O DE F%NDACIONES

AIS#ADAS DiseLo de elementos de conc,eto (base +edestal! Se utili/an las combinaciones c,ite,ios de diseLo +a,a elementos de

conc,eto a,mado establecidos en la no,ma CO$ENIN'IND&R?FM)H>> P,oecto Const,uccin de Ob,as en Conc,eto Est,uctu,alJ

FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAL DE UNA FUNDACIN AISLADA

d

r

Df

h

B

P

MSECCION RESISTENTE

A FLEXION

SECCION RESISTENTE

A CORTE

LFLEX

L'd

B

b

SUELO

b


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d

r

Df

h

B

P

M

SECCION RESISTENTE

A PUNZONAMIENTO

L'd/2

B

b

SUELO

b

d/2

d/2

d/2 d/2

DISEO ESTRUCTURAL DE APATAS.

DISEO POR FLEXION.

d

r

Df

h

B

P

M

SECCION RESISTENTE

A FLEXION

LFLEX

B

b

SUELO

b

#$tura %ti$ re&uerida 'd(.d ) *u / ' + ,-c + b(

rea de acero re&uerida or ,$e+in '#s(.

#s ) *u / ' , ud(

rea de acero 4nia '#s in(

#s in ) 0.001! + b + h.Donde:

) , ',-c( ) 0.13 0.15. ) *u / ',-c + b + d2(u , 'Cuant4a(b ) #ncho dezaata.h ) #$turade zaata. ) 0."0.,-c ) 6esistencia ci$4ndricaa $a coresin.7) Es,uerzo de ,$uencia de$acero de re,uerzo.

*u ) &u + 8,$e+/2 x B


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DISEO ESTRUCTURAL DE APATAS.

DISEO POR CORTE.

d

r

Df

h

B

P

M

SECCION RESISTENTE

A CORTE

L'd

B

b

SUELO

b

Vu = qu x L x B

u = Vu / (B x d) c.

c = x 0.53 x fc.

= 0.75.

B = Ancho de la zapata.

d = Altura efectiva.


d

r

Df

h

B

P

M

SECCION RESISTENTE

A PUNZONAMIENTO

L'd/2

B

b

SUELO

b

d/2

d/2

d/2 d/2

Vu = Pu qu x (b + d)

bo = 4 x (b + d)

u = Vu / (bo x d) c

c = x 1.06 x fc

= 0.75.

bo = Permetro de Punzonado.

d = Altura efectiva.

DISEO POR PUNONADO.


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DISE:O DE "EDESTA#ES Ace,o #on4itudinal) (A,t. ?F..! ?FMH>>.

Todas las -ue,/as momentos 5ue actan en las bases de las columnas3mu,os est,uctu,ales sus miemb,os de bo,de3 o +edestales de conc,eto,e-o,/ado3 se t,ans-e,i,0n al +edestal3 /a+ata o cabe/al3 +o,a+lastamiento di,ecto sob,e el conc,eto ,e-o,/ado.

En las su+e,-icies de contacto de columnas o +edestales3 el 0,ea deace,o de ,e-ue,/o lon4itudinal m1nimo se,0 el ?K de la seccin de lacolumna o el >.FK de la seccin del +edestal3 la 5ue sea mao,3 tene,un m1nimo de cuat,o ba,,as N .

El ,e-ue,/o lon4itudinal de las columnas los miemb,os de bo,de demu,os est,uctu,ales ,esistentes a sismos3 debe +,olon4a,se 9asta el,e-ue,/o in-e,io, de la losa de -undacin3 /a+ata o dado3 debe ancla,secon una 4anc9u,a en la +a,te in-e,io, de la -undacin3 el cual debe,0o,ienta,se 9acia el cent,o de la columna.

DISE:O DE +IGAS DE RIOSTRA

A,,iost,amiento) (A,t. ?F..! ?FMH>>. #os miemb,os est,uctu,ales de las -undaciones aisladas esta,0n conectadas

ent,e si +o,


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Ane?o

Ane?o


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17

Ane?o

Ane?o


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1!

OTROS SISTEMAS DE FUNDACION SUPERFICIAL.

&' 0a@atas circulares'

(' Fundaciones Ti@o Anillos'

OTROS SISTEMAS DE FUNDACIN SUPERFICIAL.


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1"

,' Fundaciones Cominadas'


/' Tiras de FundaciBn y Fundaciones Corridas'



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1' #osas de FundaciBn'


METODOS DE AN#ISIS DE #OSAS DE F%NDACION

METODO ESTATICO

CONVENCIONAL

METODO FLEXIBLE

APROXIMADO

METODO DE LOS

ELEMENTOS FINITOS


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PRESION NETA SORE LOSAS DE FUNDACION

(* +e,").&' "resiBn neta a@licada sore una losa de cimentaciBn -; neta.'

; neta 8 = A Df'

Donde8 Cara de SerHicio sore la losa -ReHisar e?iencias Norma.'A rea de la #osa' "eso %nitario del Suelo'Df "rofundidad de Des@lante'

(' #osas de CimentaciBn Com@ensadas'8 = A Df 6'

,' #osas de CimentaciBn Flotantes'8 = A Df 6'

MTODO RIGIDO CONENCIONAL

PREMISAS)

?. #a losa se su+one in-initamente ,14ida.

H. #a +,esin del suelo se dist,ibue linealmente el cent,oide de la+,esin del suelo coincide con la l1nea de accin de las ca,4as,esultantes de las columnas.

M. En el mtodo ,14ido con


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MTODO RGIDO CONENCIONAL

. En -uncin de los dia4,amas de momento en di,eccin 2J e J sedete,minan los momentos m02imos +ositi


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MTODO FLEXILE APROXIMADO

'ODO DE REACCION DE# S&E#O (!.

8 5 @ .

Donde)

5 8 Ca,4a +o, unidad de 0,ea.

8 Asentamiento o de-o,macin .M> m 2 >.M> m. 'ediante elensao se obtiene Q>.M>. El cual debe,0 se, ada+tado al anc9o ,ealde la losa.

SELECCIN DEL MTODO DE AN!LISIS DE LOSAS DECIMENTACIN.

RE&ISITO ACI (A'ERICAN CONCRETE INSTIT&TE! PARA E# DISEO DE#OSAS DE CI'ENTACION

= 0( 1 2) / (3 1 E 1 I)45(%/3)

D$+6e&7 8 Anc9o de la $i4a.Q 8 'odulo de Reaccin del Suelo.E 8 'odulo de Elasticidad del mate,ial de la cimentacin.I 8 'omento de Ine,cia de la seccin t,ans


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TEORA DE ELEMENTOS FINITOS. Re5ue,ida +a,a ,esolucin de est,uctu,as continuas. #as est,uctu,as de ba,,as

+ueden ,esol


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TEORA DE ELEMENTOS FINITOS. El te,mino


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COM"ORTAMIENTO GEOTECNICO DE "I#OTES'

CAPACIDAD POR PUNTA EN PILOTES (*).

Ca+acidad +o, Punta en Pilotes (+!.

* =A 1 >? 1 N?>.

D$+6e&

A+ 8 W,ea de la Punta del Pilote.5X 8 Es-ue,/o


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CAPACIDAD POR FRICCIN EN PILOTES (*#).

Ca+acidad +o, ",iccin en Pilotes (s!.

*# = L @

D$+6e&

+ 8 Pe,1met,o del Pilote.

L8 T,amo del +ilote donde se desea calcula, -,iccin.

- 8 Resistencia &nita,ia +o, -,iccin 8 Q Xo T4 (!.

Q 8 Coe-iciente de Em+uje #ate,al de Tie,,as.

Xo 8 Es-ue,/o $e,tical e-ecti


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2!

DISEO DE PILOTES.

Ca+acidad &ltima en Pilotes (u!.

* = * *@ *"6B

Ca+acidad Admisible en +ilotes (adm!.

*"6m = * / FS.

D$+6e&u 8 Ca+acidad &ltima.+ 8 Ca+acidad +o, Punta.- 8 Ca+acidad +o, ",iccin.ad9 8 Ca+acidad +o, Ad9e,encia."S 8 "acto, de Se4u,idad.

DISEO DE PILOTES.

Condicin de DiseLo.*";, *+$m * "6m.

O tambin.* ";, *+$m *";, *"6m (S9m


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2"

DISEO DE PI#OTES. DiseLo Est,uctu,al de Pilotes.

*+$m = @H; A.

Se toma como 0,ea e-ecti.Z A+.

El ace,o de ,e-ue,/o lon4itudinal en los +ilotes se detalla,a an0lo4amente a miemb,os-le2ionados3 conside,ando el dia4,ama de momentos ,esultante del an0lisis. El ace,o de,e-ue,/o lon4itudinal se,0 continuo en toda la lon4itud solicitada a t,accin3 se detalla,a+a,a 5ueda, embebido en el conc,eto del cabe/al en una lon4itud no meno, a la lon4itud det,ans-e,encia co,,es+ondiente. Con-o,me a esto3 se -ija como +o,centaje m1nimo de ace,o el?.> K del 0,ea 4,uesa (>.>? A+! nunca meno, 5ue seis (! cabillas lon4itudinales. (?FMH>>!

[[[[.Cuando se t,ate de suelos -lojos 5ue o-,e/can +oco so+o,te late,al o cuando 9aamo


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DISEO DE CA7E\A#ES.

Formas Geomtricas de CaeJales'

PilotesCuad,ado

F PilotesCuad,ado

Pilotes=e2a4onal

] PilotesRectan4ula,

Z PilotesCuad,ado

?> Pilotes=e2a4onal no Re4ula,

?? PilotesRectan4ula,

9IE;< 9E C#=E>#8E.CaeJales RKidos'


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DISEO DE CAEALES.Mtodo de las )ielas'

?. El cabe/al se conside,a +e,-ectamente ,14ido.H. #a cone2in ent,e el cabe/al ,14ido cada +ilote se conside,a una a,ticulacin.M. El +ilote solo tiene ca+acidad de 4ene,a, ,eacciones en la di,eccin de su +,o+io eje.. #as ca,4as de las columnas son t,asmitidas a los +ilotes +o, medio de bielas t,abajando a

com+,esin 5ue


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DISEO DE CA7E\A#ES.

DeterminaciBn de la FuerJa de TracciBn T en CaeJales RKidos'

H PilotesRectan4ula,

M PilotesT,ian4ula,

M PilotesRectan4ula,

?+ ) '@ + ( / 4 + d.d 0.0 s

? ) '@ + ( / " + d.d 0. s

?+ ) '@ + ( / 3 + d.d 1.20 s

DISEO DE CA7E\A#ES.

DeterminaciBn de la FuerJa de TracciBn T en CaeJales RKidos

T2 8 T 8 (P 2 S! @ (]2d!d0.!4

T2 8 T 8 (P 2 S! @ (?>2d!d0.!4

T2 8 (P 2 S! @ (M2d!? ) '@ + ( / '2 3 d(

d1.20 s

T2 8 (F2P2S! @ (?2d!? ) '"+@+( / '13d(

d1.57 s

T2 8 T 8 (P 2 S! @ (M2d!d1."

T2 8 (H2P2S! @ (F2d!? ) '"+@+( / '203d(

d1.57 s

T2 8 (P 2 S! @ (H2d!? ) '5+@+( / '12d(

d2.15 s


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DISEO DE CAEALES.

MetodoloKa General de Diseo'

1. e deterina $a a$tura coo cabeza$ rgido. Esta a$tura estar en ,uncinde $a searacin de $os i$otes.

2. Con $a carga tota$ &ue $$ega a$ cabeza$ $a caacidad noina$ de$ i$ote sedeterina e$ nuero tota$ de i$otes $a ,ora de$ cabeza$.

3. e deterina $a ,uerza de traccin +ia '?( &ue se genera en e$cabeza$.

4. e obtiene e$ rea de acero de$ $echo in,erior en ,uncin de $a ,uerza detraccin A?B coo #s ) ? / + , 9onde )0.70.

5. E$ rea de acero corresondiente a cua$&uier otra direccin de$ cabeza$en e$ &ue no este a$icada $a ,uerza A?B se odr ca$cu$ar coo #s in )

0.001! + b + h.. e Deri,ica e$ unzonado a$rededor de $a co$una &ue $$ega a$ cabeza$.7. e Deri,ica e$ es,uerzo cortante actuante sobre e$ cabeza$.!. e Deri,ica e$ unzonado a$rededor de$ i$ote.". e rea$iza e$ deta$$ado de$ arado de$ cabeza$.

DISEO DE CAEALES.Consideraciones ConstructiHas y de Armado'

El ace,o de ,e-ue,/o en los cabe/ales se coloca,a cub,iendo el anc9o total del +ilote. Cuando la altu,a total 9J del cabe/al sea su+e,io, a > cm debe,0 dis+one,se de

a,madu,as late,ales o de +a,amento. En este caso se ,ecomienda coloca, el e5uiK del 0,ea de ace,o +,inci+al.

#a cuant1a de ace,o m1nima es +o, ,et,accin cambio de tem+e,atu,a3 con-o,me amin8 >.>>?] b 9.

El +ilote una cm.

El cabe/al debe sob,esali, del bo,de e2te,io, del +ilote una distancia m1nima de ?> cm.


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DISEO DE CAEALES.

Diseos TK@icos'

CASOS ESPECIA#ES DE SISTE'ASCASOS ESPECIA#ES DE SISTE'ASDE "&NDACION.DE "&NDACION.

"undaciones +a,a Tan5ues."undaciones +a,a Tan5ues.

CASOS ESPECIA#ES DE SISTE'ASCASOS ESPECIA#ES DE SISTE'ASDE "&NDACION.DE "&NDACION.

"undaciones +a,a Tan5ues."undaciones +a,a Tan5ues.

Inst,ucto,) In4. Edinson Gu0nc9e/


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Fundaciones @ara Tan;ues de Almacenamiento'

Se estila maneja, la si4uiente clasi-icacin)

?. Suelo Com+actado.

H. Anillo de +ied,a +icada.

M. Anillo de Conc,eto.

. #osa.F. #osaCabe/al sob,e +ilotes.



F+6";9K+ #$e #e


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3


A+9


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37


A+9


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3!


A+9


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3"


L$#"C"e"< #$e P9


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CASOS ESPECIA#ES DE SISTE'AS DECASOS ESPECIA#ES DE SISTE'AS DE"&NDACION."&NDACION.

Recomendaciones Gene,ales +a,a el DiseLo Recomendaciones Gene,ales +a,a el DiseLo Const,uccin de "undaciones +a,a E5ui+osConst,uccin de "undaciones +a,a E5ui+os

$ib,ato,ios.$ib,ato,ios.

CASOS ESPECIA#ES DE SISTE'AS DECASOS ESPECIA#ES DE SISTE'AS DE"&NDACION."&NDACION.

Recomendaciones Gene,ales +a,a el DiseLo Recomendaciones Gene,ales +a,a el DiseLo Const,uccin de "undaciones +a,a E5ui+osConst,uccin de "undaciones +a,a E5ui+os

$ib,ato,ios.$ib,ato,ios.

Inst,ucto,) In4. Edinson Gu0nc9e/

"undaciones"undaciones +a,a+a,a E5ui+osE5ui+os Rotati


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"undaciones"undaciones +a,a+a,a E5ui+osE5ui+os Rotati>> - 3.000 (rev/min)De 'u Alta ",ecuencia) M.>>> - 10.000 (rev/min)Tu,bo4ene,ado,es3 tu,binas de


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De mane,a de toma, en cuenta la im+o,tancia ,elati


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Control de Calidad en Com@actaciBn'

diseño de fundaciones y bases de equipos

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