Un cable tendido en una zona sísmica debe cumplir dos funciones contradictorias a la vez: permanecer sujeto al edificio y, al mismo tiempo, soportar el movimiento del edificio que se encuentra debajo.
Los diseños suelen fallar en el segundo requisito con mucha más frecuencia que en el primero. Las restricciones suelen ser excesivas y, por lo general, falta margen de maniobra, ya que un detalle difícil de dibujar se deja para la obra.
El resultado es una estructura que resiste el temblor y luego falla cuando vuelve a asentarse en una posición diferente, quedando como evidencia una sección de cable estirada o una pata de soporte agrietada.
¿Dónde cede primero el refuerzo sísmico?
Los daños posteriores a un evento siguen un pequeño número de patrones conocidos, y todos ellos son visibles en la fase de diseño.
El primer soporte a cada lado de una junta de construcción
Dos bastidores que se mueven de forma diferente transmiten todo el desplazamiento a cualquier elemento que se encuentre entre ellos, y un cable rígidamente sujeto absorbe todo ese desplazamiento.
Un tramo largo y recto sin ninguna junta de movimiento.
La sujeción continua convierte un pequeño desplazamiento relativo en una carga axial para la que la chaqueta y los pies de apoyo nunca fueron dimensionados.
Una bandeja que no tiene sujeción lateral
La carga vertical está restringida por la gravedad, mientras que el movimiento horizontal no, por lo que la bandeja se sale de sus soportes a medida que el bastidor acelera.
Cable que entra en un cubículo rígido
Los interruptores atornillados y los cables que llegan desde una estructura móvil se encuentran en el punto menos flexible de todo el recorrido.
Las perforaciones en paredes y suelos quedaron selladas herméticamente.
Un sello que llena completamente la abertura también transmite el movimiento, y es el cable el que soporta la carga en lugar del manguito.
El arriostramiento sísmico es el conjunto de elementos de sujeción y holguras que mantiene un cable sujeto a la estructura, al tiempo que permite los pequeños movimientos que realizará el propio edificio.
Lo que un terremoto exige de los refuerzos sísmicos
El movimiento del terreno se transmite al cable a través de la estructura. El edificio no se desplaza como un solo bloque; la base se mueve, la masa superior se queda rezagada y las distintas partes del armazón se mueven de forma descoordinada.
Esto genera dos exigencias muy diferentes. Una es de inercia, ya que la masa de la bandeja, el cable y los accesorios se resiste a la aceleración del bastidor al que está atornillada. La otra es de desplazamiento, donde los dos extremos de un tramo se separan.
La resistencia es importante para la primera exigencia. La geometría y el espacio libre son mucho más importantes para la segunda, y es esta última la que produce las fallas prolongadas y desordenadas que resultan costosas de reparar.
Un evento breve e intenso también se comporta de manera diferente a una carga estática. Un cable que soporta una carga permanente sin problemas aún puede sufrir una sacudida lo suficientemente fuerte como para romper una conexión, ya que el pico se produce y se revierte en mucho menos de un segundo.
La separación entre apoyos elegida para una carga estática no es suficiente por sí sola, ya que una carga dinámica llega con una forma diferente y una duración mucho más corta.
Tipos de soporte y cómo se comportan
Los detalles de soporte comunes difieren en la cantidad de movimiento que permiten, y la combinación a lo largo de una ruta es lo que hace que se mantenga.
| Detalles de soporte | Se permite el movimiento | Donde pertenece |
|---|---|---|
| Abrazadera fija a un soporte | Ninguno | Recorridos cortos dentro de un marco rígido |
| Silla deslizante sobre un canal | Axial a lo largo de la ruta | Largos tramos rectos entre puntos fijos |
| Soporte con orificios ranurados | Pequeño movimiento en un plano | Bandejas que cruzan un suelo flexible |
| Colgador de bandeja con algo de balanceo | Lateral y axial | Rutas de techo dentro de un marco |
| Acoplamiento flexible después de una junta | Rotación axial y leve | Aproximación a un cubículo rígido |
En conjunto, estos detalles permiten que la ruta se articule en lugar de actuar como una sola palanca continua.
Un sistema de sujeción de la bandeja que es rígido en todas las direcciones transfiere el movimiento directamente al cable, lo cual es lo contrario de lo que pretende el diseño.
Detalles que determinan el resultado de un refuerzo sísmico
En una región sísmica, las pequeñas decisiones en las especificaciones son las que hacen la mayor parte del trabajo.
- Si se especifica el caso de carga o no, en lugar de asumir que está contemplado por las buenas prácticas.
- Cómo cambia el espaciado de los soportes cuando una bandeja soporta cables bajo una carga sísmica en lugar de una carga estática.
- Si el cable está sujeto con abrazaderas para distribuir la carga axial en lugar de concentrarla en una sola abrazadera.
- ¿Cuánto cable queda en cada extremo de una ruta para el movimiento que se producirá allí?
- Si el sello de penetración permite el movimiento o fija el cable a la pared.
Cada uno de estos puntos se puede determinar sobre el papel, y ninguno de ellos se puede añadir de forma convincente una vez que las bandejas estén colocadas.
Los pernos de anclaje transmiten la carga a la estructura, y su tamaño viene determinado por la estructura del edificio, no por el peso del cable.
Una sala de control que aguantó y una carrera que no.
Situación: Un edificio de subestación ubicado en una zona sísmica activa sobrevivió a un sismo moderado con su estructura y equipos intactos, mientras que la bandeja de salida del alimentador perdió tres soportes y un tramo de cable quedó tensado contra un cubículo.
Hallazgo: Los soportes se habían instalado según una tabla de espaciado tomada del diseño estático. La bandeja cruzaba una junta del edificio sin margen de movimiento, y el cable entraba al cuadro de distribución a través de una abertura en la pared sellada herméticamente.
Decisión: La reparación consistió en sustituir los soportes averiados, introducir guías deslizantes a lo largo del tramo afectado y reconstruir la abertura de la pared alrededor de un manguito que permite el movimiento relativo.
Resultado: El coste de la reparación estuvo determinado principalmente por el acceso, el cierre y las pruebas, más que por el hardware, y el detalle revisado se adoptó para todos los cruces similares en el sitio.
El valor de la instalación solo se aprecia después de un evento, por lo que el registro de la instalación terminada es tan importante como el hardware.
Cruzar una junta de un edificio
El mismo cruce puede detallarse de tres maneras diferentes, con consecuencias muy distintas.
| Detalle | Comportamiento durante el movimiento | Riesgo residual |
|---|---|---|
| La bandeja continúa, sujeta rígidamente. | El movimiento se transmite directamente al cable. | Daños en la chaqueta y fallo del soporte |
| La bandeja continúa sobre soportes deslizantes. | El movimiento se absorbe a lo largo de la carrera. | Es necesario mantener las zonas despejadas en el lugar. |
| Ruptura con conexión flexible | El movimiento lo realiza un componente diseñado. | Depende de que se instale el componente correcto. |
La segunda y la tercera opción funcionan, y en ambas es necesario que la distancia de seguridad se especifique por escrito en lugar de estimarse.
¿Quién es el propietario del caso de carga de arriostramiento sísmico?
El proveedor de cables puede indicar la masa, el radio de curvatura mínimo y los límites mecánicos de la cubierta. La carga recae en la estructura y en el responsable del edificio.
Las dificultades comienzan cuando ninguna de las partes cree que la otra tiene la razón. El cable llega dimensionado para uso eléctrico, las bandejas se instalan según una tabla de espaciado genérica y la exigencia sísmica aparece tarde, generalmente como un comentario en un plano.
Plantear la cuestión en la fase de consulta no cuesta nada. Genera una suposición por escrito sobre quién asume la demanda, y las suposiciones escritas suelen verificarse.
Cuando el proyecto tiene definido un caso de carga sísmica, basta con comunicárselo al proveedor de cables junto con la ruta para confirmar cuáles de los límites de la hoja de datos son los que importan.
Qué corregir en una especificación de arriostramiento sísmico
Cuatro líneas en una especificación eliminan la mayor parte de la ambigüedad de una ruta sísmica.
Indique la suposición del movimiento.
Incluso un simple desplazamiento relativo entre dos soportes le da al instalador algo en lo que basarse para el diseño.
Indique los detalles de soporte aceptables.
Una lista de los tipos de fijación permitidos es más eficaz que una instrucción general para permitir el movimiento.
Dejar espacio libre en las penetraciones
El tamaño de la abertura, el manguito y el comportamiento del sello deben describirse conjuntamente.
Se requiere la ruta tal como fue construida
Los detalles de los movimientos que no se registran son invisibles para la siguiente persona que trabaje en el edificio.
Después de un evento
La inspección posterior a un terremoto es rápida cuando se registró la ruta y lenta cuando no se registró.
- Antes de buscar fallos eléctricos, compruebe si hay cables estirados o abrazaderas desplazadas.
- Comprueba primero los primeros soportes a cada lado de la junta de un edificio.
- Fotografie las patas de apoyo y los sellos de penetración antes de mover nada.
- Compare lo que se encuentra con la disposición final construida, en lugar de compararlo con el recuerdo del diseño.
- Registre los cambios y vuelva a emitir el plano mientras la evidencia aún se encuentre en el lugar.
Una ruta que se inspecciona con sus propios planos en mano se evalúa en una tarde; una que no los tiene se evalúa mediante excavación.
Por qué el historial de arriostramiento sísmico respalda el diseño
La protección sísmica es invisible en el servicio normal, razón por la cual se modifica sin previo aviso durante la construcción cuando un soporte no encaja.
El plano de obra terminada es el único lugar donde el margen de movimiento se mantiene independientemente de un cambio en el equipo de obra, un tendido de cables posterior o una modificación por mantenimiento.
Conservar los datos del cable junto con ese registro cierra el ciclo. El radio de curvatura, la masa y los límites de tracción deben ir junto con los detalles del soporte, porque son las cifras que se necesitarán para un cambio futuro.
Entradas para la solicitud de cotización de rutas sísmicas
Estos puntos permiten cotejar el arriostramiento sísmico con los datos del cableado antes de realizar el pedido de las bandejas.
- el caso de carga sísmica o el movimiento relativo supuesto
- La ruta con puntos de apoyo y juntas de construcción marcadas
- los tipos de soporte y restricción esperados
- la masa del cable, el diámetro y el radio de curvatura mínimo requerido
- el espacio libre y el sellado previstos en las penetraciones
- las longitudes de cable reservadas para el movimiento en cada extremo
- los registros de inspección y prueba requeridos después de la instalación
- la información del estado de la obra que el propietario espera recibir
Las normas técnicas como IEC 60502 , IEC 60228 e IEC 60332 permiten unificar la terminología de construcción y ensayo de cables. La especificación del proyecto aprobada, la normativa local aplicable y la autoridad de diseño cualificada siguen rigiendo la decisión final sobre el sistema.
Soporte de cables JINCHUAN para tendidos en regiones sísmicas
JINCHUAN Cable proporciona la masa, el diámetro y los límites de curvatura que requiere una evaluación sísmica, y puede confirmar las propiedades mecánicas de la cubierta y la funda en la construcción solicitada.
Revise la gama de cables y el perfil de fabricación , y luego envíe el trazado y el caso de carga para que ambos puedan ser revisados conjuntamente.
Incluya el margen de movimiento en el plano antes de instalar las bandejas, porque una protección sísmica que nunca se incluyó en el plano nunca se construye.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el arriostramiento sísmico para cables?
Es la combinación de elementos de sujeción, holguras y detalles flexibles lo que mantiene el tendido de cables sujeto a la estructura, al tiempo que permite el movimiento que realizará la propia estructura.
¿Se trata solo de fuerza?
No. La resistencia cubre la demanda inercial, mientras que la geometría y la holgura cubren el desplazamiento entre dos partes de un edificio, que suele ser el requisito más difícil.
¿Cómo cambia el espaciado de los soportes?
Un caso de carga sísmica generalmente requiere soportes más cercanos o más pesados que una evaluación estática, y la cifra proviene del caso de carga estructural en lugar de una tabla genérica.
¿Qué ocurre en una junta de construcción?
En esa zona el movimiento es mayor, por lo que la vía se diseña para deslizarse, se interrumpe con una conexión flexible o se le da una holgura definida.
¿Debería permitirse que el cable se mueva?
Es preferible un movimiento pequeño y controlado a una sujeción rígida, ya que una sujeción fija convierte el desplazamiento directamente en tensión sobre la camisa y los soportes.
¿Quién proporciona el caso de carga?
El ingeniero estructural o la parte responsable del edificio. El proveedor de cables proporciona la masa, el diámetro y los límites de curvatura que se introducen en él.
¿Importa la construcción del cable?
Sí, porque el diámetro, la masa y el radio de curvatura mínimo determinan lo que la ruta puede tolerar y cuán ajustadas pueden ser las holguras.
¿Qué se inspecciona después de un terremoto?
Cables estirados, abrazaderas desplazadas, patas de soporte agrietadas y sellos de penetración dañados, comenzando en las juntas de los edificios y en las entradas a los equipos rígidos.
¿Por qué conservar el trazado original de la ruta?
Porque la protección sísmica es invisible en el funcionamiento diario y es el primer detalle que se pierde cuando se modifica un soporte durante la construcción o el mantenimiento.
¿Cómo puede JINCHUAN Cable contribuir a un diseño sísmico?
JINCHUAN Cable proporciona los datos mecánicos que requiere el caso de carga y puede confirmar cómo se comportan la cubierta y la funda bajo el movimiento permitido.
