DISEÑO DE RESERVORIOS CIRCULARES-D20,H8,CU2-ESTATICO
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Análisis y Diseño de Reservorios Superficiales Circulares
DATOS:H = 8.00 m Altura del tanque
BL = 0 50 m Borde libre
DISEÑO ESTÁTICO DE RESERVORIOS CIRCULARES
t
BL = 0.50 m Borde libreHL = 7.50 m Altura del liquidoDi = 20.00 m Diametro interior del tanque
t = 0.25 m Espesor del tanquetl = 0.50 m Espesor de la losa
f'c = 280 Kgf/cm2 Resistencia del concretoV = 2356.19 m3 Capacidad del tanque
Rd = 10.125 m Radio de diseño del tanque
H
tl
HL
BL
a). Análisis y diseño anular por presión hidrostática:Se considera un muro con base fija, extremo superior libre y carga triangular, como se muestra en lafigura
Di
Según el PCA (Portland Cement Assocition), recomienda el uso de tablas en función de las condiciones deextremo y apoyo, para lo cual se sigue el siguiente procedimiento.
H = 7.50 m Altura del aguaD = 20.00 m Diemetro interno del tanquetD
Hfa.
2
=D 20.00 m Diemetro interno del tanquet = 0.25 m Espesor del tanque
R = 10.000 m Radio interno del tanquefa = 11.25fa = 12 Se asume
Calculo del valor de wu: wu = 2.81 Tn/m3
fc = 1.70 Factor de amplificacion de cargaCs = 1.65 Coeficiente sanitario W = 210.38Tn/m
aCsfcwu γ..=
11
RHwuW ..=
γa = 1.00 Tn/m3 Peso especifico del agua
Var.H Altura Coefi T=Coef*W1.0 7.50 -0.008 -1.680.9 6.75 0.098 20.510.8 6.00 0.205 43.130.7 5.25 0.318 66.790.6 4.50 0.433 91.090.5 3.75 0.543 114.130.4 3.00 0.618 130.01 6 0
6.5
7.0
7.5
8.0
Diagrama de Tensión
0.3 2.25 0.611 128.540.2 1.50 0.467 98.250.1 0.75 0.195 41.020.0 0.00 0.000 0.00
Tensión máxima: Tmax = 130.01Tn/m
Con la fuerza de tensión se verifica el espesor del muro:
C = 0.0003 Coeficiente de contracción de fragua 1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
Altura (m
)
f'c = 280 Kgf/cm2 Resistencia del concretofy = 4200 Kgf/cm2 Fluencia del acero grado 60
fct = 28 Kgf/cm2 Resistencia admisible del concreto (0.1f'c)fs = 2520 Kgf/cm2 Resistencia admisible a tensión
Es = 2000000 Kgf/cm2 Módulo de elasticidad del aceroEc = 250998.0 Kgf/cm2 Módulo de elasticidad del concreto
n = 7.97 Relación de módulos de elasticidad entre el acero y el concretoTmax = 130.01Tn/m
t = 0.53cm
0.0
0.5
‐5 20 45 70 95 120 145
Tensión (Tn/m)
Tfsfct
fctnfsEsCt..100
.. −+=
Ing. Alberto T. Ramírez García 1
Análisis y Diseño de Reservorios Superficiales Circulares
Con lo que se puede considerar un espesor igual a :t = 0.25 m
DISEÑO ESTRUCTURAL:
fTAs90
=
As = 34.39cm2/m
Si usamos φ = 3/4 As φ = 2.85cm2 Entonces la distribucion será:S =2Asφ/As
S = 0.17 m
3/4 @ 0.150 m en dos capas hastauna altura de
3.75 m
Se colocara acero φ
fy9.0
Apartir de la altura de tensión máxima se calcula la siguiente distribución para un momento de H/2:
T = 114.13Tn/mAs = 30.19cm2/m
Si usamos φ = 5/8 As φ = 1.98cm2 Entonces la distribucion será:S =2Asφ/As
S = 0.13 m
5/8 @ 0.125 m en dos capas hastaSe colocara acero φaltura final
b). Análisis y diseño en flexión por presión hidrostática:
Calculo del valor de wu:wu = 2.21 Tn/m3
fc = 1.70 Factor de amplificacion de cargaCs = 1.30 Coeficiente sanitarioγa = 1.00 Tn/m3 Peso especifico del agua W = 932.34Tn.m/m
aCsfcwu γ..=
3.HwuW =
Var.H Altura Coefi M=Coef*W1.0 7.50 0.0000 0.0000.9 6.75 0.0000 0.0000.8 6.00 0.0000 0.0000.7 5.25 0.0001 0.0930.6 4.50 0.0003 0.2800.5 3.75 0.0005 0.4660.4 3.00 0.0016 1.4920.3 2.25 0.0026 2.4240 2 1 50 0 0027 2 517
8.0
Diagrama de Momento
0.2 1.50 0.0027 2.5170.1 0.75 -0.0009 -0.7920.0 0.00 -0.0113 -10.535
Momento máximo: Mmax = 2.52Tn.m/mMomento mínimo: Mmin = -10.54Tn.m/m
Con el momento se realiza el diseño:
t = 0.25 m Espesor del murof'c = 280 Kgf/cm2 Resistencia del concretofy = 4200 Kgf/cm2 Fluencia del acero grado 60 2 5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
Altura (m
)
fy = 4200 Kgf/cm2 Fluencia del acero grado 60r = 0.05 m Recubrimientod = 20.00cm Peralte del muro φ = 0.9b = 100.00cm
DISEÑO ESTRUCTURAL:
Momento Positivo: Mu = 2 52Tn m/m
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
‐12‐11‐10 ‐9 ‐8 ‐7 ‐6 ‐5 ‐4 ‐3 ‐2 ‐1 0 1 2 3 4
Momento (Tn.m/m)fyabfAs c .100..85.0
'
=100...85.0
.2 '2
bfMu
ddac φ
−−=
Momento Positivo: Mu = 2.52Tn.m/ma = 0.005877
As = 3.33 cm2
Si usamos φ = 1/2 As φ = 1.27cm2 Entonces la distribucion será:S =Asφ/As
S = 0.38 m
1/2 @ 0.375 mSe colocara acero φ
Ing. Alberto T. Ramírez García 2
Análisis y Diseño de Reservorios Superficiales Circulares
Momento Negativo: Mu = -10.54Tn.m/ma = 0.025
As = 13.94 cm2
Si usamos φ = 5/8 As φ = 1.98cm2 Entonces la distribucion será:S usa os φ s φS =Asφ/As
S = 0.14 m
5/8 @ 0.125 m
c). Análisis y diseño en corte por presión hidrostática:fa = 11.25fa = 12 Se asume
Calculo del valor de wu:
Se colocara acero φ
aCsfcwu γ..=
11
fc = 1.70 Factor de amplificacion de cargaCs = 1.00 Coeficiente sanitario wu = 1.70 Tn/m3γa = 1.00 Tn/m3 Peso especifico del agua
W = 95.63Tn/m
Coefi V=Coef*W0.152 14.49 Carga Triángular en base fija0.165 15.78 Carga Rectángular en base fija0.083 7.94 Carga Triángular o Rectángular en base apoyada-6.095 -582.83 Momento en el extremo
2.HwuW =
Calculo del cortante del concreto:
t = 0.25 m Espesor del murof'c = 280 Kgf/cm2 Resistencia del concreto
r = 0.05 m Recubrimientod = 20.00cm Peralte del muro φ = 0.85b = 100.00cm bdfVc c
'53.0 φ=
Vc = 15076.61 Kgf
3
Vu = 7936.88 Kgf
Vu<Vc, OK
Carga Triángular o Rectángular en base apoyada
Ing. Alberto T. Ramírez García 3