tanque seccion circular apoyado

8/3/2019 Tanque Seccion Circular Apoyado

1/27

I VOLUMEN REQUERIDO (Vt) ------

Vr = Vol. Requerido ; por Reglamento (Vr = 25% Qp)

Qp = Pob. x Dotac. ; Si : Poblacion = 20,000.00 hab.

1000 Dotacin = 250.00 lt/hab./dia

Qp = 5,000.00 m/dia

Segn R.N.C. : Vr = 0.25(3,900) ; Vr = 1,250.00 m/dia

Vi = Vol. Contra incendio ; Se consideran 2 horas p/controlar el incendio

Vi = Dot.(por grifo) x Nde grifos x Tiempo

1000

Si : Dot.(grifo) = 15 lt/seg

Ngrifos = 2

Tiempo = 2 horasVi = 216 m3

NOTA : SEDAPAL considera Vi = 7%(Qp)

Vres. = Vol. de Reserva . Ver Reglamento

II UBICACIN DEL RESERVORIO Por economia, procurar que siempre seanAPOYADOS

III ESPECIFICACIONES TECNICASACERO : Fy = 4,200.00 kg/cm Acero Corrugado Grado 60

fs = 2,000.00 kg/cm Flexion Pura

fs = 2,000.00 kg/cm Traccion Pura/Flexion; en caras secas

fs = 1,000.00 kg/cm Traccion Pura/Flexion; en caras humedas

CONCRETO :

Cuba : fc = 210 kg/cm El fc nunca sera < a 210 kg/cm

Losa Techo : fc = 175 kg/cm

Losa Fondo : fc = 175 kg/cm

TERRENO :

b) Angulo de Friccion del Material

c) Cantidad de Ion Cloruro , Ion Sulfato y Sales Solubles Totales presente en el

suelo, en los Agregados y el Agua; para determinar el tipo de cemento a usar

en los vaceados, asi como el proceso constructivo que asegure la obtencion de

de un concreto resistente y durable

RECUBRIM. 3.00 cm (min)

3.00 cm (min) superior : 3.00 cm (min)

3.00 cm (min) inferior : 7.00 cm (min)

CONSIDERACIONES EN EL DISEO DE TANQUES APOYADOS

Vigas y columnas :

Muro :

Cupula

Ademas que funcionan 2 grifos simultaneam.

Vt = Vr + Vi + Vres.

Del Estudio de Suelos y el Diseo de Mezcla, obtener los siguientes datos :

a) Capacidad Portante del Terreno

Losa de Fondo :


2/27

CHEQUEAMOS ACERO MINIMO :

f`c = 210

As min. = ..... ( d ) fy = 4,200.00

b = 100

d = 7.50As min. = 1.81 cm

Quiere decir que : Al As(V+), se le debe considerar el minimo hallado segn de la expres

As(+) = 1.81 cm/m b

Con la finalidad de llevar un procedimiento constructivo y a la vez tener mayor seguridad,

uniformizar el Acero Vertical de la CUBA , elegimos el mayor de los aceros hallados seg

As(V) = 5.00 cm/m

Si : 3/8" 1 3/8" @ 0.14 Largos y Bastones

Si : 1/2" 1 1/2" @ 0.26 Largos y Bastones

d(CIMENT.) + HT + 2 ldg + (dviga collar)b) CORTOS : L = h (CIMENT.) + (HT - C)+ 2 ldg

Donde : ldg = (318 x db)/(fc) = 0.21

(HT - C) = h (al Pto Inflex.) 3.20 - 2.70 = 0.50

d(CIMENT.) = h(ciment) - rec. 0.13HT = 3.20 m

Por lo tanto : LARGOS L = 3.85 m CORTOS L = 1.05 m

k) Hallamos el ACERO HORIZONTAL de la CUBA : Se divide la CUBA en 03 FAJAS (de abajo hacidonde cada Faja es un % de la altura total del

FAJA 3 : FAJA 1 = 1.20 m

FAJA 2 : FAJA 2 = 1.35 m

FAJA 1 : FAJA 3 = 0.45 m

Hh2o = 3.00 m

Maxima Tension "T " en cada una de ellas. Tabla N1KT =

Tmax. = KT x x D As = Tmax = 3,000.00

2 fs D = 4.00

fs = 1,000.00

T3 = 2,400.00 kg/m As3 = 2.40 cm

T2 = 4,560.00 kg/m As2 = 4.56 cm

T1 = 2,880.00 kg/m As1 = 2.88 cm

Faja Altura (m) KT Area (cm)

3 1.20 0.40 2.40

2 1.35 0.76 4.56

1 0.45 0.48 2.88

45% de Hh2o

ACERO VERTICAL :

0.7 f`c x bxd ............

fy

a) LARGOS : L =

Longitud Total de los ACEROS VERTICALES :

Nunca [ 0.13 (fc) Sxy ] .................... ( 1 )

Hallamos ( Tu ) : Tu =

Tu =

Tu = 584.48 kg-cm

Hallamos ( Sxy ) : Sxy = ( 20 ) x ( 15 )

Sxy = 6,000.00 cm

Reemplazando valores en ( 1 )

Tu > [ 0.13 (fc) Sxy ]584.48 kg-cm > 0.85 [ 0.13 x (210) x 6,000 ] kg-cm

584.48 kg-cm > 9,608 kg-cm

La teoria de elementos sujetos a esfuerzos de Corte establ

que se debe disear estribos al Corte si se verifica que : Si la fuerza cortante factorizada (

excede a la Resistencia Nominal al Cortante ( Vn ) multiplicada por la constante

Nota : = 0.85

SI : Vu < Vn ;

No diseo estribos al cortante

Ver Cap.13.4 ININVI

LA VIGA NO REQUIERE ESTRIBOS POR TORSION

Vn = Vc = 0.53(f`c) b x d

Si asumo " : En ambos sentidos

Dentro de la distancia le =

esfuerzos de TORSION y CORTE debido a que las componentes de la fuerza que actua en los Meridi

F1xh - F2xb357.07 x 15 - 238.58 x 20

3.2.- Chequeo por Cortante :

`= 334456.4" Sexagesim.

429.43 x cos(334456.4")

429.43 x sen(334456.4")

3.1.- Chequeo por Torsion :


10/27

Si : Vu > = Vn

Diseamos con : Vu = Vc + Vs

Vc = Ver Nota 1

Vs = Ver Nota 1

NOTA 1 :

; Vs = Contribuc. del Acero

donde : Nu = 1.65 x F2

Ag = bxh

Vs = Av xfy x d Av =

s Av = 3.50 xbxs

fy

s = Espaciamiento entre estribos

s = Av xfy3.50 xb

Ademas : Vu = 1.65 x F2 Vu = 393.65

Vc =

Aqu : b = 20.00 cm

d = h - r ; d = 12.00 cm

Vc = 1,843.30 kg

Vc = 1,566.81 kgReemplazando valores en ( 2 ) :

Vu < Vc393.65 kg < 1,566.81 kg SI CUMPLE

4.- Estribos en la Viga : Como vemos el calculo nos indica uqe la viga No requiere de estribos, pero l

colocaremos estribos por cuantia minima

Av = 3.5 xbxs s = Av x fy

fy 3.5 xb

Aqu : Si asumimos un acero de = "

S = 0.32 x 4,200 S = 19.20 cm

3.5 x 20

Verificamos si se cumple ( 2 ) :

Vc = 0.53 x (f`c) x b x d

Se debe disear estribos al cortante :

Vc = 0.53 x (f`c) x b x d ( 1 + 0.0071 x (Nu/Ag )

Area de acero Minima por Cortante

Vc = Contribuc.del Concreto en compresion

b = Base de la Viga

h = Altura de la Viga

Ver Cap.13.1 ININVI

Vn = Vc = 0.53(f`c) b x d

LA VIGA NO REQUIERE ESTRIBOS POR CORTANTE


11/27

19.20 cm

5.- Acero longitudinal de la Viga : Como no se van a presentar esfuerzos de flexion, debido aViga va a estar apoyada en toda la longitud de las paredes del tanque, se le asignara Acero longitudin

solo por cuantia minima.

b = 20.00Asmin = Aqu : d = 12.00

Asmin = 0.7 x (210.00) x 20.00 x 12.00 Asmin = 0.580

Ahora : Como este acero debe de ir en ambas caras

As = Asmin As = 0.580 As = 0.292 2

As (cm)" 0.32 Acero longitudinal : As = 0.29

3/8" 0.71

" 1.27 2 3/8" (Arriba y Abajo)" 2.85

0.7 ( fc) xbxdfy

4,200.00

Eleccion del tipo de Acero :

Estribos : 1 " @


12/27


13/27

e :xf

xt

A

= R/6

0.3 c

m

m

"

( a )

" c "


14/27

kg/cm

)

tn/m

m

Sexag.

Rad.

m

m

tn

tn/m

tre

tn/m

rior)

tn/m

tn/m

tn/m


15/27

ula)

OK !!!!


16/27

OK !!!!

".

cm

cm

ide

cm

cm

cm

cm

cm

cm

cm

( te )


17/27

cm

cm

cm

kg/cm

kg/cm

kg

kg

cira

rtantente

ce

u )

`( 2 )

nos


18/27

`( 3 )

kg


19/27

que la

al

cm

cm

cm

cm

cm


20/27

III DISEO DE LOSA DE FONDO

Debemos considerar el caso mas desfavorable que es cuando el tanque esta vacio, debido a que si

esta vacio, la reaccion del terreno va a tratar de levantar la losa.

I GEOMETRIA :Seccion : Circular Losa de Techo (m) Losa de Fond

R = 2.00 m Med. al EJE h = 0.15 hlf =

e = 0.15 m Asumido L = 7.1 Rlf =

HT = 3.20 m a = 7.2 recub. =Hh20 = 3.00 m

Vol. = 40.00 m 2.40

wh2o = 1,000.00II ESPECIFICACIONES TECNICAS :

ACERO : Fy = 4,200.00 kg/cm Acero Corrugado Grado 60

fs = 2,000.00 kg/cm Traccion Pura/Flexion; en c

fs = 1,000.00 kg/cm Traccion Pura/Flexion; en c

CONCRETO :

Cuba : fc = 210 kg/cm El fc nunca sera < a 210Esf.Concr.Traccion fst = 0.05 fc fst = 10.5 kg/cm

n = Es 2 x 1`000,000 n = 2,000,000.00Ec 15,000( fc)^ 217,370.65

n = 9.20

K = n ; r = fs 10.582

r + n fc

K = 0.465 ; j = 1 - K/3 ; j = 0.845

Cap. Port. = 0.80 kg/cm

III CALCULOS :a) Verificamos que no falle por Asentamiento : Debe cumplirse que la presion actuante tot

menor que la capacidad portante del terren

GT < Cap. Portante ......................... A

GT = ( w total de la Estructura + w Agua) = wTAc

wT =

a) w Cupula = 1.63

b) w Cuba = 15.02

c) w Losa F. = 7.63

d) w Agua = 40.00

64.28

Ac = 159,043.50 cm ...............

wTecho + wCuba + wLosa Fondo + wAgua .

40.00 m x 1.00 t/m =

p x R1f =

2 xp x R x ex HTx 2.40 =

TANQUE APOYADO DE SECCION CIRCULAR

Para Sismo se consid

Area de contacto

wC.A. =

2 xpx R xfxtx 2.40 =

px R1f x hlfx 2.40 =

1,000.00 kg/cm ; r=0.45 (210) kg/cm

SOBRECARGAS :


21/27

Reemplazando valores :

GT = 2 x wT ............... Para Sismos GT = 0.81Ac

Verificando valores el A

GT = 0.81 kg/cm > Cap. Port. = 0.80

Por lo tanto :

2.40

18.10

Recalculamos el peso total de la estructura

a) w Cupula = 1.63

b) w Cuba = 14.48

c) w Losa F. = 8.69

d) w Agua = 40.00

64.79

Luego la Presion actuante Total sera :GT = 64.79 tn GT = 3.58

18.10 m GT = 0.358

Este valor se debe duplicar para el caso de SISMO

GT = 0.716 kg/cm

Verificando valores nuevamente en A

GT = 0.716 kg/cm < Cap. Port. = 0.80

Por lo tanto :

Esto ultimo genera una longitud de ala de : z = 0.20

b) Hallamos el Esfuerzo de Reaccion Neto sobre la losa de fondo : ( GN)

GN = G1 - Glf

lf = lf = 8.69

solo losa fond 18.10

Glf = 0.48 tn/m

G1 = G1 = 24.79

del terreno 18.10G1 = 1.37 tn/m

Por lo tanto : GN = 0.89 tn/m

c) Armadura Inferior de la losa : Esta armadura se colocara en la cara seca de la losa, enRadial (abajo) y Circular (arriba)

Area de contacto

Area de contacto

Peso del Reservorio Vacio

Presion Neta sobre la Lo

Si aumentamos la base a R =

La nueva area de contacto sera : Ac =

2 x p x R x f x t x 2.40 =

2 xp x R x ex HTx 2.40 =

px R1f x hlfx 2.40 =

Peso de la Losa

FALLA POR ASENTAMIENTO

En este caso la solucion es aumentar el area de contacto

40.00 m x 1.00 t/m =

NO FALLARA POR ASENTAMIENTO OK!!!!!!


22/27

c.1.- Armadura Radial : Tabla N3Debemos conocer el Momento negativo ( M(-) ) generado en esta zona :

K = 0.125

M(-) = K x GNxa GN = 0.89 tn/m

a = Distancia del centro de la loM(-) = 0.48 tn-m Centro de la Pared

a = 2.075 mAcero necesario :

As(-) = M(-) Si : r = 0.07 m

fsxjxd d = 0.13

Ademas: j = 0.845

fs = 2,000.00 kg/cmAs(-) =

As(-) = 2.18 cm

1 3/8" @ 0.33 m

CHEQUEAMOS ACERO MINIMO : f`c = 210

As min. = fy = 4,200.00

b = 100d = 13.00

As min. = 3.14 cm

As(-) = 3.14 cm

1 3/8" @ 0.23 m

Nota : Este acero radial se puede cortar a una distancia " La" medida desde la

interna del recubrimiento del ala, hasta el centro del tanque.

La = l1 + lo + 0.30

Donde :

hasta el punto de inflexion (medido en direccion del p

l1 = 0.40 xa l1 = 0.83

lo =

lo = 0.185 m

Luego : La =

La = 1.32 m

c.2.- Armadura Tangencial (anillos) : Tabla N3Debemos conocer el Momento negativo ( M(+) ) generado en esta zona :

K = 0.025

M(+) = K x GNxa GN = 0.89 tn/m

a = Distancia del centro de la loM(+) = 0.09580 tn-m Centro de la Pared

0.83m + 0.175m + 0.30m

l1 = Es la distancia medida desde el eje del acero de mur

lo = Es la distancia medida desde el eje del acero de m

hasta 0.10m. antes de la cara del ala de la losa

( z - 0.10) + e/2

............ de

2,000 kg/cm x 0.845 x 13 cm

0.49 x 100,000 kg-cm

............ de

El Acero Radial Inferior sera :

0.7 f`c x bxd

fy


23/27

a = 2.075 mAcero necesario :

As(+) = M(+) Si : r = 0.07 m

fsxjxd d = 0.13 m

Ademas: j = 0.845

fs = 2,000.00 kg/cmAs(+) =

As(+) = 0.441 " @ 0.73

Existen restricciones respecto al espaciamiento S < 0.30m. , ademas e

de los anillos es aproximadamente el 50% del Acero Radial.

Por lo tanto : As(+) = 0.50 x As(-)

As(+) = 1.57 cm

As(+) = 1.57 cm

1 " @ 0.20 m

d) Armadura Superior de la losa : Esta armadura se colocara en la cara humeda de la losa(arriba y abajo). La seccion sera la misma en ambas direcciones. Debemos conocer el Momento q

genera en esta zona; el mismo que se halla mediante la siguiente expresion :

M(+) = GN x D GN = 0.89 tn/m

24 D = 4.00 m

M(+) = 0.59333 tn-m

Acero necesario : AsT(+) =

As(+) = M(+) Si : r = 0.07 m

fsxjxd d = 0.13 m

Ademas: j = 0.845

fs = 1,000.00 kg/cm

As(+) = As(+) = 5.40

Este acero calculado debe de Afinarse, se sabe que el acero de afinamiento oscila ent25% al 30% del As(+) Es decir : As(REFINAM.) = 0.30 x As(+)

As(REFINAM.) = 0.30 x 5.57cm As(REFINAM.) = 1.62 cm

AsT(+) = 5.57cm + 1.67cm

AsT(+) = 7.02 cm

1 " @ 0.18 m

Armadura superior en ambas direcciones

2,000 kg/cm x 0.845 x 13 cm

El Acero Tangencial inferior sera :

0.61144 x 100,000kg-cm

1,000.00kg/cm x 0.845 x 13.00cm

As(+) + As(REFINAM.)

0.09872 x 100,000 kg-cm


24/27

l tanque

o : (m)

0.20

2.25

0.07

tn/m

kg/cm

ras secas

ras humedas

kg/cm

l GT, sea

o

..... ( 1 )

tn

tn

tn

tn

tn

..... ( 2 )

era 2GT


25/27

kg/cm

kg/cm

m

m

tn

tn

tn

tn

tn

t/m

kg/cm

kg/cm

m

tn

m

sentido

a de fondo


26/27

a al

kg/cm

kg/cm

cmcm

cara

to central

m

a al

"CUBA"

uro "CUBA"

la Tabla N3

la Tabla N3


27/27

cmm

l acero

e fondo,

e se

cm

e el

tanque seccion circular apoyado

Documents