Taller Tanque

TALLER DISEÑO DE TANQUES EN CONCRETO

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL

PRESENTADO POR: ANDREA ARANGUREN

Para la presentacion de los resultados se asume la nomenclatura de la Figura 1

1.1 Calculo Fuerza Inercial

Se tiene un tanque enterrado reforzado en concreto, del cual quiere desarrollarse un modelo de elementos

finitos, para verificar sus deformaciones y los esfuerzos que actuan sobre cada una de sus caras. Las

dimensiones del tanque son 10 x 4.5 x 3.5 (lxbxh en m) y la lamina de agua en su interior tiene 3.0 m de altura.

El espesor de los muros es de 20 cm.

El concreto del tanque es de 24 MPa. El suelo que rodea el tanque tiene un peso de 1.8 ton/m3, con angulo de

friccion de 25 grados. No hay nivel freatico.

Resorte suelo: 2000 ton/m3.

1. Elaborar el modelo y cargarlo con todas las posibles condiciones de carga considerando la carga sismica de

acuerdo al documengto ACI 350.3. El tanque esta localizado en Ibague, en un perfil de suelo tipo C. Considerar

los efectos sismicos en ambas direcciones, asi como los efectos de aceleracion vertical.

Figura 1. Orientacion ejes modelo tanque

Aa= 0.2

densidad 2400 kg/m3

Masa 1680 kg/m

Fuerza 336 kg-f/m

1.2 Calculo Fuerza Impulsiva y Convectiva

Direccion X

1.1.1

Hl 3 m

Hw 3.5 m

L 10

B 4.5

1.1.2 Parametros sismicos

Aa 0.2

Av 0.2

Suelo Tipo= C

Fa= 1.2

Fv= 1.6

1.1.3 Factor de importancia

I= 1

1.1.4 R Tabla 4.1.1

Ri= 3

Rc= 1

1.1.5

WL= 135 Ton

Wi= 46.48 Ton

Wc= 87.78 Ton

1.1.6 Punto de aplicacion de las fuerzas

L/hL 3.3333

hi= 1.125

hc= 1.6031

1.1.7 Propiedades dinamicas

Sai= 0.6

Periodo corto 0.64

Periodo largo 3.84

λ= 4.7835

Tc= 4.1537

Sac= 0.0855

Pix= 9.2954

Pcx= 7.502

Direccion Y

1.1.8 Fuerza Impulsiva

Pix

y Piix Piix/2 (Piix/2)/B*s

3 0.39 0.19 0.022 Ton

2.5 0.77 0.39 0.043 Ton

2 1.16 0.58 0.065 Ton

1.5 1.55 0.77 0.086 Ton

1 1.94 0.97 0.108 Ton

0.5 2.32 1.16 0.129 Ton

0 2.71 1.36 0.151 Ton


Pcx

y Picx Picx/2 Picx/2)/B*s

3 1.51 0.75 0.084 Ton

2.5 1.42 0.71 0.079 Ton

2 1.34 0.67 0.074 Ton

1.5 1.25 0.63 0.069 Ton

1 1.16 0.58 0.065 Ton

0.5 1.08 0.54 0.060 Ton

0 0.99 0.50 0.055 Ton

1.2.1

Hl 3 m

Hw 3.5 m

L 4.5

B 10

1.2.2 Parametros sismicos

Aa 0.2

Av 0.2

Suelo Tipo= C

Fa= 1.2

Fv= 1.6

1.2.3 Factor de importancia

I= 1

1.2.4 R Tabla 4.1.1

Ri= 3

Rc= 1

1.2.5

WL= 135 Ton

Wi= 89.53 Ton

Wc= 51.90 Ton

1.2.6 Punto de aplicacion de las fuerzas

L/hL 1.5

hi= 1.125

hc= 1.8848

1.2.7 Propiedades dinamicas

Sai= 0.6

Periodo corto 0.64

Periodo largo 3.84

λ= 5.4831

Tc= 2.4308

Sac= 0.2495

Pix= 17.906

Pcx= 12.952


Piy

y Piiy Piiy/2 (Piiy/2)/B*s

3 0.75 0.37 0.019 Ton

2.5 1.49 0.75 0.037 Ton

2 2.24 1.12 0.056 Ton

1.5 2.98 1.49 0.075 Ton

1 3.73 1.87 0.093 Ton

0.5 4.48 2.24 0.112 Ton

0 5.22 2.61 0.131 Ton


Pcy

y Picy Picy/2 Picy/2)/B*s

3 3.82 1.91 0.095 Ton

2.5 3.27 1.63 0.082 Ton

2 2.71 1.36 0.068 Ton

1.5 2.16 1.08 0.054 Ton

1 1.60 0.80 0.040 Ton

0.5 1.05 0.53 0.026 Ton

0 0.50 0.25 0.012 Ton

1.3 Calculo Fuerza Hidrodinamica

1.4 Calculo Fuerza Hidrostatica

1.5 Calculo Presion de Tierras

SDS 0.6

Ct 0.24

uv 0.05

gamma 1 Ton/m3

h P

3 0.16

2.5 0.13

2 0.11

1.5 0.08

1 0.05

0.5 0.03

0 0.00

Ko 0.57738174

gamma 1.8 Ton/m3

h P

3.5 3.64

3 3.12

2.5 2.60

2 2.08

1.5 1.56

1 1.04

0.5 0.52

0 0.00

gamma 1 Ton/m3

h P

3 3.00

2.5 2.50

2 2.00

1.5 1.50

1 1.00

0.5 0.50

0 0.00

2. Presentar la condicion de momentos M11 y M22 para la condicion critica de funcionamiento.

Figura 2. Condicion M11 (rango de valores en kgf-cm)

Figura 3. Condicion M11 (rango de valores en kgf-cm) Cara 1


Figura 5. Condicion M22 (rango de valores en kgf-cm)

El maximo cortante se presenta en las paredes del tanque en la zona baja, el valor es de 8.63 kgf

Figura 9. Deformada Load Combination Envolvente

(desplazamientos en sentido eje X, rango de valores en cmx10^3) Cara 1

4. Presentar la deformada de la seccion del tanque en las dos direcciones principales. Cual es el maximo

desplazamiento de las caras en ambos sentidos?

3. Donde se presenta el maximo cortante del tanque y cual es su valor

Figura 8. Condicion V23 (rango de valores en kgf) Cara 1


(desplazamientos en sentido eje Y, rango de valores en cmx10^3) Cara 1


(desplazamientos en sentido eje X, rango de valores en cmx10^3) Cara 2

Cara 1 Maximo desplazamiento X 0.04 cm

Maximo desplazamiento Y 0.07 cm

Cara 2 Maximo desplazamiento X 0.04 cm

Maximo desplazamiento Y 0.07 cm

6. Donde debe colocarse la mayor cantidad de refuerzo vertical? Estaria al interior o al exterior?

El refuerzo vertical estaria al exterior del tanque según la deformada para la envolvente de cargas. La carga

mas critica se presenta con la Carga Presion de Tierras, es decir la condicion mas critica de funcionamiento se

presenta cuando el tanque se encuentra desocupado.


(desplazamientos en sentido eje Y, rango de valores en cmx10^3) Cara 2

5. Donde se tendria la mayor cantidad de refuerzo horizontal en las paredes del tanque? Estaria al interior o al

exterior?

El refuerzo horizontal estaria al interior del tanque según la deformada para la envolvente de cargas. La carga

mas critica se presenta con la Carga Presion de Tierras, es decir la condicion mas critica de funcionamiento se

presenta cuando el tanque se encuentra desocupado.

En los dos casos la cuantia minima controla el diseño.

7. Realizar un plano sencillo donde se esboce el refuerzo del tanque de acuerdo a los resultados obtenidos

Refuerzo Vertical

Mu 729 kg*cm

ρ 0.0000

r min 0.0028

ρ requerida 0.0028

As 5.04 cm2 Colocar No. 4 cada 25.60 cm

Separación: 20 cm As definitivo: 6.45 cm2

Refuerzo Horizontal

Mu 524 kg*cm

ρ 0.0000

r min 0.0018

ρ requerida 0.0018

As 3.24 cm2 Colocar No. 3 cada 21.91 cm

Separación: 20 cm As definitivo: 3.55 cm2

Taller Tanque

Documents

Transcript of Taller Tanque