Memoria De Calculo Tanque Elevado 15 M3 Pomata.docx

Proyecto:

MEJORAMIENTO Y AMPLIAICON DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LA LOCALIDAD DE POMATA , DISTRITO DE POMATA - CHUCUITO – PUNO.

MEMORIA DE CALCULO TANQUE ELEVADO Y CISTERNA CAPACIDAD DE 15M3 I. GENERALIDADES:

La presente memoria corresponde al análisis del tanque elevado y cisterna, que forma parte del proyecto "MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LOS SISTTEMAS DE AGUA POABLE Y ALCANTARILLADO DE LA LOCALIDAD DE POMATA, DISTRITO DE POMATA CHUCUITOPUNO”; realizado con el software de estructuras ROBOT STRUCTURAL v.2018.

1.1 NORMAS EMPLEADAS:

Se sigue las disposiciones de los reglamentos y normas nacionales e internacionales descritos a continuación: -Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) - Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.) * NTE E.020 "CARGAS" * NTE E.030 "DISEÑO DE SISMORRESISTENCIA" * NTE E.060 "CONCRETO ARMADO" -ACI 318-11 Se entiende que todos los reglamentos y norma se encuentran vigencia y/o son de últimas ediciones.

1.2 ESPECIFICACIONES - MATERIALES ANALIZADOS

Acero

Fy=4200

Kg/cm2

Grado 60. Resistencia del concreto

Peso específico del concreto

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

F’c=210 Kg/cm2 (Vigas y Columnas) F’c=280

Kg/cm2 (Tanque Elevado)

F’c=280

Kg/cm2 (Tanque Cisterna)

Pe=2400

Kg/m3

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1.3 REFERENCIAS 1.3.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA

La configuración geométrica se realizó con los planos del proyecto del tanque elevado.

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Fig. 01. Esquema de la estructura

II. PREDIMENSIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA:

2.1 PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS MACIZAS Y VIGAS LOSA MACIZA LOSA FONDO Long: 3.60 m Espesor escogido: 3.6 m / 20= 0.18 ≈ 0.20 m LOSA SUPERIOR Espesor asumido: 0.15 m

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

VIGAS

Long: Peralte:

3.60 m 3.6 m / 9=

0.40 m

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2.2 PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS Tipo C1 Para los Primeros Pisos Tipo C1 Para los 4 Últimos pisos superiores

Columna Interior

P=1.10 PG n=0.30

Columna Interior

P=1.10 PG n=0.25

Tipo C2,C3

Columnas Extremas de pórticos interiores

P=1.25PG n=0.25

Tipo C4

Columna de Esquina

P=1.50PG n=0.20

Columna Interior

P=1.10 PG n=0.30

Columna Interior

P=1.10 PG n=0.25

Tipo C1 Para los Primeros Pisos Tipo C1 Para los 4 Últimos pisos superiores Tipo C2,C3

Columnas Extremas de pórticos interiores

P=1.25PG n=0.25

Tipo C4

Columna de Esquina

P=1.50PG n=0.20

D: Medida de columnas en dirección de sismo

b D 

P f 'c  n

b: Base de columna asumida n: Factor en función de la altura f’c: Resistencia a la compresión

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DIMENSIONES DEL TANQUE ELEVADO LARGO ANCHO ALTURA NETA AREA TRIBUTARIA

3.60 m 3.60 m 2.00 m 12.96 2

DETERMINACION DE PESO PROPIO LOSAS ESPESOR DE LOSA FONDO DEL TE ESPESOR DE LA LOSA DE TCHO ESPESOR DE LOSA CASETA ESPESOR DE MURO DEL TE. PESO ESPESIFICO DEL CONCRETO P. DE LA LOSA PESO DEL MURO PESO DEL AGUA ACABADO PESO POR ACABADOS TOTAL

0.20 0.15 0.15 0.20 2,400.00 15,552.00 12,096.00 17,500.00 150.00 1,944.00 47,092.00

m m m m kg/m3 kg kg kg kg/m2

LONGITUD VIGA ANCHO VIGA ALTO VIGA PESO ESPECIFICO PESO TOTAL VIGA NRO DE VIGAS PESO TOTAL VIGA PRINCIPAL

4.00 0.25 0.40 2,400.00 960.00 10.00 9,600.00

m m m kg/m3 kg

LONGITUD VIGA ANCHO VIGA ALTO VIGA PESO ESPECIFICO PESO TOTAL VIGA NRO. DE VIGAS PESO TOTAL VIGA SECUNDARIA

3.50 0.25 0.40 2,400.00 840.00 10.00 8,400.00

m m m kg/m3 kg

kg

DETERMINACION DE PESO PROPIO VIGAS

kg

kg

DETERMINACION DE PESO PROPIO COLUMNAS

CANTIDAD DE COLUMNAS LARGO ASUMIDO

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

4.00 0.40 m

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ANCHO ASUMIDO ALTURA TOTAL PESO ESPECIFICO TOTAL PESO COLUMNAS

0.40 13.20 2,400.00 20,275.20

m m kg/m3 kg

DETERMINACION DE SECCIÓN EN COLUMNAS DE ESQUINA P=1.5* PESO n = DEPENDE DEL NRO DE PISOS f'c= bxD=

32,012.70 kg 0.20 210.00 kg/cm2 762.21 cm2

PARA COLUMNAS RECTANGULARES b asumido D calculado

40.00 cm 19.06 cm

III. ESTADOS Y COMBINACIONES DE CARGA 3.1 ESTADOS DE CARGA CARGA MUERTA: El valor de las cargas muertas empleadas comprende el peso propio de

los elementos estructurales (vigas, columnas, muros estructurales y losas macizas) según las características descritas en el ítem 1.2, además de los pesos de acabados y cargas generadas por el agua. Peso por acabados:

150

kg/m2

CARGA VIVA: El valor de las cargas vivas empleadas comprende el peso de elementos que

se generarán a razón de equipos de construcción y el mantenimiento. Peso carga viva:

200

kg/m2 (en la losa de fondo)

Peso carga viva:

100

kg/m2 (en la losa superior)

CARGA HIDROSTATICA: El valor de las cargas hidrostáticas, comprende el peso del

volumen de agua que almacenará el tanque elevado en el fondo de la losa y paredes del mismo.

Carga en el fondo de la losa. Altura de almacenamiento:

1.35

m

Peso específico del agua:

1000

kg/m3

Peso ejercido por el agua:

1350

kg/m2

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Carga en las paredes del tanque elevado.

CARGAS LATERALES: El valor de las cargas laterales, comprende a la presión que se

ejercerá en las caras laterales del tanque elevado a más de 10 m de altura, producto de los vientos.

Ph  0.005 * C *Vh2 Velocidad de diseño:

130

km/hr (Según mapa eólico del Perú NTP)

Factor de forma, barlovento: +0.8 Ph=

0.005 * 0.8 * 1302 =

68

(Según mapa eólico del Perú NTP) kg/m2

CARGA POR SISMOS: Se describe en el ítem IV.

ASIGNACION DE CARGAS:

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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Fig. 02 Nro de elemento, en losas y muros estructurales

Tabla 01, Cargas aplicadas en los elementos

3.2 COMBINACIONES DE CARGA

Para cargas muertas y vivas:

U  1.4 CM  1.7 CV

Para cargas considerando fuerza del viento:

U  1.25 (CM  CV  CVi)

Para cargas considerando fuerzas de sismo:

U  1.25 (CM  CV )  CS

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IV. ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO El Análisis Sísmico se realiza utilizando un modelo matemático tridimensional en donde los elementos verticales están conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rígidos en sus planos. La Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030) considerados para el Análisis en la estructura son los siguientes: Factor

U

A

1.5

S Tp (s) Tl (s)

S2

1.20 0.6 2

Nomenclatura

Zona Uso Suelo

Coeficiente de Reducción

Z

Clasificación Categórica Tipo 3

Valor 0.35

Justificación Zona Sísmica 3: Puno (Distr. Juliaca). Edificaciones esenciales: Reservorios y plantas de tratamiento de aguas Suelos Intermedios según EMS

Rxx

Regular

8

Concreto armado: pórticos

Ryy (3/4 Rxx)

Regular

6

Concreto armado: Pórticos

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) Y PERIODO FUNDAMENTAL (T) Para el factor de amplificación sísmica en los análisis se consideró el periodo fundamental estimado en la norma NTE E.030, según: MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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T  Tp

C  2.5

Tp  T  Tl

 Tp  C  2.5 *   T 

T  Tl

 Tp * Tl  C  2.5 *   2  T 

Ct=

35

(Pórticos de concreto armado sin muros de corte)

Hn=

15.1m

(Altura total de la estructura)

T=

Hn/Ct

=0.4314

0.4314 < 0.6

C=2.5



V

Z *U * C * S *P R

Vxx Vyy

0.1969 P 0.2625 P

V. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES DESPLAZAMIENTO POR COMBINACION DE CARGA DE VIENTOS (PLANO XZ)

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Fig. 03, Desplazamiento por comb. Cargas de viento max=0.11cm

DESPLAZAMIENTO POR COMBINACION DE SISMOS

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(Eje xx)

(Eje yy)

Fig. 04, Desplazamiento por comb. Cargas de sismos (a) Sxx, plano XZ, max=1.93 cm (b) Syy, Plano YZ, max=1.83 cm

DESPLAZAMIENTO DE CENTROS DE MASA Según la NTP E030. El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado, no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso (distorsión) que se indica en la siguiente tabla:

Tabla 02, Resultados de cálculos de distorsión

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Nivel

Desplaz. Pond. (cm) Desplaz. Relativo (cm) Relación  / h

Nivel 15.10 m

 Sxx 1.93

Nivel 13.20 m

 Syy

 Sxx

 Syy

 Sxx

Condición

 Syy  Sxx  Syy

1.83

0.04

0.03 0.0002 0.0002

OK

OK

1.89

1.80

0.25

0.24 0.0009 0.0009

OK

OK

Nivel 10.55 m

1.64

1.56

0.41

0.39 0.0015 0.0015

OK

OK

Nivel 7.90 m

1.23

1.17

0.48

0.45 0.0018 0.0017

OK

OK

Nivel 5.25 m

0.75

0.72

0.47

0.45 0.0018 0.0017

OK

OK

Nivel 2.60 m

0.28

0.27

0.28

0.27

OK

OK

0.0011 0.0010

VI. DISEÑO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Normas y códigos empleados: Concreto armado: Especificaciones ACI 318-2011

DIAGRAMA DE MOMENTOS. El diagrama de momentos envolventes se muestra en las figuras 05 y 06.

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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Fig. 05 Plano XX Und. (tn/m)

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Fig. 06 Plano YY Und. (tn/m)

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Fig. 07 Momentos en las paredes Und. (t/m)

Fig. 09 Momentos en las losas Und. (kgf/m)

Fig. 08 Momentos en las paredes Und. (t/m)

Fig. 10 Momentos en las losas Und. (kgf/m)

DIAGRAMA DE ESFUERZOS CORTANTES El diagrama de esfuerzos cortantes envolventes se muestra en las figuras 07 y 08.

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Fig. 07 Plano XX Und. (Kgf)

Fig. 08 Plano YY Und. (Kgf)

6.1 DISEÑO DE COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO: Diseño de refuerzo longitudinal y transversal en los elementos de columnas, se indican áreas (As) en cm2,

1

Nivel:    

2

Nombre Cota de nivel Resistencia al fuego Tipo de ambiente

: Nivel +2.60 : 0.00 (m) : 0 (h) : no agresivo

Columna: Columna 2.1   

Característica de los materiales:

Hormigón: Densidad Armaduras longitudinales Armaduras transversales

2.2

: C-210 : 2501.36 (kG/m3) : :

fc' = 210.06 (kgf/cm2) fy = 4282.81 (kgf/cm2) fy = 4282.81 (kgf/cm2)

Geometría: 2.2.1 2.2.2 2.2.3

Rectángulo Altura: L Espesor de la losa

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

40.0 x 40.0 (cm) = 2.60 (m) = 0.15 (m)

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2.2.4 2.2.5

2.3      

Altura de la viga = 0.40 (m) Recubrimiento de la armadura = 4.0 (cm)

Opciones de cálculo:

Cálculos según la norma Columna prefabricada Predimensionamiento Tomar en cuenta la esbeltez Estribos Estructura intraslacional

2.4

: ACI 318-11 metric : no : no : sí :hacia la losa

Cargas:

Caso

Natura

Grupo f

N (kgf)

Myu

Myl

Myi

Mzu

Mzl

Mzi

(T*m) (T*m) (T*m) (T*m) (T*m) (T*m)

COMBINACION 1.4 CM + 1.7 CV de cálculo

37

1

33221.9

-0.55

0.28

-0.22

-0.55

0.28

-0.22

C1=1.25 * (CM+CV)+ SXX

de cálculo

37

1 57890.69

-2.37

5.09

2.56

-3.32

7.91

4.1

C2=1.25 * (CM+CV)+ SYY

de cálculo

37

1 57159.78

-2.68

6.03

3.07

-2.89

6.65

3.42

CVIENTO= 1.25 * (CM+CV+W)

de cálculo

37

1 30299.86

-0.58

0.52

-0.23

-0.5

0.25

-0.2

 f - coeficiente de seguridad parcial

2.5

Resultados de los cálculos: 2.5.1

Análisis ELU

Combinación dimensionante: C1=1.25 * (CM+CV)+ SXX (B) 0.67 Esfuerzos seccionales: N = 57890.69 (kgf) My = 5.09 (T*m) Mz = 7.91 (T*m) Esfuerzos de cálculo: Nudo inferior N = 57890.69 (kgf)

My = 5.09 (T*m) Mz = 7.91 (T*m)

2.5.1.1 Análisis detallado-Dirección Y: 2.5.1.1.1 Esfuerzo crítico Pc = 1541565.65 (kgf) k*lu = 2.60 (m) EI = 1055866.41 (kgf*m2) d = 1.00 Ec = 247468.69 (kgf/cm2) Es = 2038902.42 (kgf/cm2) Ig = 213333.3 (cm4) Ise = 1682.6 (cm4)

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

(10-13) (10-15)

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2.5.1.1.2 Análisis de la esbeltez Estructura intraslacional lu (m) 2.60 k*luy/ry = 22.52 > 22.00

k 1.00

k*lu (m) 2.60 Columna esbelta

(10-7)

2.5.1.1.3 Análisis de pandeo M1 = -2.37 (T*m) M2 = 5.09 (T*m) Caso: sección en el extremo del pilar (Nudo inferior), Esbeltez no considerada M = 5.09 (T*m) Mc = M = 5.09 (T*m)

2.5.1.2 Análisis detallado-Dirección Z: M1 = -3.32 (T*m) M2 = 7.91 (T*m) Caso: sección en el extremo del pilar (Nudo inferior), Esbeltez no considerada M = 7.91 (T*m) Mc = M = 7.91 (T*m)

2.5.2 Armadura:

= Asr/Ag = 1.01 %

Densidad del armado:

2.6

Armadura: Barras principales ():  8 5/8"

Armaduras transversales (): Estribos 10 3/8 "

6.2 DISEÑO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO: Diseño de refuerzo longitudinal y transversal en los elementos de vigas, se indican áreas (As) en cm2,

1

Nivel:  Nombre  Cota de nivel  Resistencia al fuego

2

: : 5.25 (m) : 0 (h)

Viga: Viga 2.1

Característica de los materiales:

 Hormigón: Densidad  Armaduras longitudinales  Armaduras transversales  Armadura adicional:

2.2

Número: 1

: fc' = 210.00 (kgf/cm2) : 2501. (kG/m3) : fy = 4282.81 (kgf/cm2) : fy = 3059.15 (kgf/cm2) : fy = 3059.15 (kgf/cm2)

Geometría: 2.2.1

Tramo

Posición

P1

Tramo

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

Ap. Izq. L (m) (m) 0.40 3.20

Ap. Der. (m) 0.40

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Longitud de cálculo: Lo = 3.60 (m) Sección de 0.00 a 3.20 (m) 25.0 x 40.0 (cm) Sin losa izquierda Sin losa izquierda

2.3       

Opciones de cálculo:

Regulación de la combinación : ACI318_2011 Cálculos según la norma : ACI 318-11 metric Viga prefabricada : no Tomando en cuenta la fuerza axial : no Considerando la reducción del esfuerzo cortante en la zona de apoyo : no Categoría de dimensionamiento sísmico : SDC A Recubrimiento de la armadura : Armaduras inferioras c = 3.8 (cm) : lateral c1 = 3.8 (cm) : superficial c2 = 3.8 (cm)

2.4

Resultados de los cálculos:

2.4.1

Solicitaciones ELU Tramo P1

2.4.2 Tramo P1

2.4.3 Tramo P1

2.4.4 Tramo P1

Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz (T*m) (T*m) (T*m) 6.26 -2.84 6.26

Mu,d (T*m) -6.74

Vu,iz Vu,d (kgf) (kgf) -3561.40 -4561.94

Mu,d (T*m) 0.00

Vu,iz (kgf) 0.00

Solicitaciones ELS Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz (T*m) (T*m) (T*m) 0.00 0.00 0.00

Vu,d (kgf) 0.00

Solicitaciones ELU - combinaciones rara Mu,máx. Mu,mín. Mu,iz (T*m) (T*m) (T*m) 0.00 0.00 0.00

Mu,d (T*m) 0.00

Vu,iz (kgf) 0.00

Vu,d (kgf) 0.00

Sección Teórica de Acero Tramo (cm2) inf. sup. 5.12 0.00

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

Apoyo izquierdo (cm2) inf. sup. 5.12 0.20

Apoyo derecho (cm2) inf. sup. 0.00 5.54

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8 [cm2] 6

4

2

0

2

4 [m] 6 0

0.5

1

Sección de armadura de flexión:

As/As'

1.5 Ast,red

As,min

As,des

2

2.5

3

3.5

2

2.5

3

3.5

4

Ast

10 [cm2/m] 8 6 4 2 0 2 4 6 8

[m]

10 0

0.5

1

Sección de armadura de cortante:

2.5

2.6

Av

Av,min

1.5

4

Av,hang

Resultados teóricos - detalles: 2.5.1

P1 : Tramo de 0.40 a 3.60 (m)

Abscisa (m) 0.40 0.56 0.92 1.28 1.64 2.00 2.36 2.72 3.08 3.44 3.60

ELU Mu,máx. (T*m) 6.26 5.69 4.37 3.01 1.61 0.19 0.17 0.10 0.00 0.00 0.00

Mu,mín. (T*m) -0.26 -0.17 -0.01 -0.00 -0.00 -0.00 -1.32 -2.84 -4.40 -6.01 -6.74

Abscisa (m) 0.40 0.56 0.92 1.28 1.64 2.00 2.36 2.72 3.08 3.44 3.60

ELU Vu,máx. (kgf) -3561.40 -3611.42 -3723.99 -3836.55 -3949.11 -4061.67 -4174.23 -4286.79 -4399.35 -4511.92 -4561.94

ELS Vu,máx. (kgf) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

ELS Mu,máx. (T*m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Mu,mín. (T*m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

As/As',inf. As,sup. (cm2) (cm2) 5.12 0.20 4.62 0.13 3.49 0.01 2.36 0.00 1.24 0.00 0.15 0.00 0.13 1.00 0.08 2.22 0.00 3.51 0.00 4.89 0.00 5.54

Armadura: 2.6.1 P1 : Tramo de 0.40 a 3.60 (m) Armaduras longitudinales:  Armaduras inferiores () 2

5/8

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

l = 3.95

de

0.04

a

3.90

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Armaduras superiores () 2

5/8

l = 3.95

de

0.04

a

3.90

Armaduras transversales:  Armaduras principales () estribos

20 3/8 l = 1.09 e = 1*0.08 + 19*0.16 (m)

6.3 DISEÑO DE MUROS DE CONCRETO ARMADO: Diseño de refuerzo longitudinal y transversal en los elementos de muros de concreto armado,, se indican áreas (As) en cm2,

1

Nivel:    

2

Nombre Cota de nivel Resistencia al fuego Tipo de ambiente

: Nivel +13.20 : 13.20 (m) : 0 (h) : no agresivo

Muro: Muro2 2.1

Característica de los materiales:

Hormigón: : Armaduras longitudinales : Armaduras transversales :

2.2

fc' = 210.06 (kgf/cm2) Densidad = 2501.36 (kG/m3) tipo fe = 4282.81 (kgf/cm2) tipo fe = 4282.81 (kgf/cm2)

Geometría:

Altura: Longitud: Espesor: Elementos de borde: BL: DL: BR: DR:

2.3

1.75 (m) 3.60 (m) 20.0 (cm) 20.0 (cm) 1.8 (cm) 20.0 (cm) 1.8 (cm)

Opciones de cálculo: Cálculos según la norma: ACI 318-11 metric Recubrimiento de la armadura: 3.8 (cm)

2.4

Resultados de los cálculos:

¡

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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2.4.1

Diagramas

3.5 [cm2] 3

2.5

2

1.5

1

0.5 [m] 0 0 Armaduras / Verticales

0.5

1

Teórica

1.5

2

2.5

3

3.5

Real

6 [cm2] 5

4

3

2

1 [m] 0 0 Armaduras / Horizontales

0.5

1 Teórica

1.5

2

2.5

3

3.5

Real

2.4.2 Resultados teóricos - detalles: 2.4.2.1 Combinaciones 2.4.2.1.1 Solicitaciones ELU ELU.1 - COMBINACION 1.4 CM + 1.7 CV/ 1.4 PESO PROPIO +1.4 AGUA +1.7 CARGA VIVA +1.4 CARGA MUERTA ELU.2 - C1=1.25 * (CM+CV)+ SXX/ 1.25 PESO PROPIO +1.25 AGUA +1.25 CARGA VIVA +1 Cargas fictias X+ +1 Cargas fictias X+ +1.2 Cargas fictias Y+ +1.2 Cargas fictias Y+ +1.25 CARGA MUERTA ELU.3 - C2=1.25 * (CM+CV)+ SYY/ 1.25 PESO PROPIO +1.25 AGUA +1.25 CARGA VIVA +1.2 Cargas fictias X+ +1.2 Cargas fictias X+ +1 Cargas fictias Y+ +1 Cargas fictias Y+ +1.25 CARGA MUERTA ELU.4 - CVIENTO= 1.25 * (CM+CV+W)/ 1.25 PESO PROPIO +1.25 AGUA +1.25 CARGA VIVA +1.25 VIENTO +1.25 CARGA MUERTA

2.4.2.2 Cizallamiento Combinación dimensionante:: ELU.2 Vu = -10211.58 (kgf) Mu = 14.79 (T*m) Nu = -2636.06 (kgf) Acv = 0.72 (m2) Vc1 = 72520.89 (kgf) Mu/Vu - lw/2 < 0 Vc = Vc1

(11-27) (11-28)

Vc = 72520.89 (kgf)  = 0.75 Vu < Vc 10211.58 (kgf) < 54390.67 (kgf) => La armadura de cortante no es necesaria  t =  t min = 0.0025  l =  l min = 0.0015

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

(11.9.9) (14.3.3) (14.3.2)

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2.4.2.3 Compresión/flexión Borde izquierdo: Combinación dimensionante:: ELU.2 Mu = 14.79 (T*m) Nu = -2636.06 (kgf) AsL = 1.41 (cm2) Borde derecho: Combinación dimensionante:: ELU.4 Mu = 0.00 (T*m) Nu = -3286.99 (kgf) AsR = 0.43 (cm2)

2.5

Armadura: 2.5.1 Armaduras distribuidas

Tipo

Número:

Armadura vertical

16

Armadura horizontal

12

Acero

Diámetro 3/8

A (m) 1.67

B (m) 0.00

C (m) 0.00

Separación (m) 0.45

3/8

3.52

0.00

0.00

0.31

Los resultados del software de simuñación estimaron que se necesita un refuerzo de 3/8”@0.45 vertical y 3/8”@0.31 en horizontal, y se asumira una malla doble de 3/8” @ 0.25 vertical y 3/8” @ 0.25 horizontal

6.3 DISEÑO DE LOSA DE FONDO CONCRETO ARMADO: Diseño de refuerzo longitudinal y transversal en los elementos de losa maciza de concreto armado, se indican áreas (As) en cm2,

1.

Losa: Pletina53 - panel n.° 53 1.1. Armadura:    

Tipo Dirección armaduras principales Clase de armaduras principales Diámetro de las barras

 Recubrimiento de la armadura

: Losa de planta de hormigón armado : 0° : ; resistencia característica = 5302.52 kgf/cm2 inferiores d1 = 1.0 (cm) d2 = 1.0 (cm) superiores d1 = 1.0 (cm) d2 = 1.0 (cm) inferior c1 = 2.0 (cm) superior c2 = 2.0 (cm)

1.2. Hormigón:  Clase  Densidad

: H-250; resistencia característica = 280.42 kgf/cm2 : 2399.90 (kG/m3)

1.3. hipótesis    

Cálculos según la norma Método de cálculo de la sección de armadura Flecha admisible Verificación del punzonamiento

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

: ACI 318-11 metric : Analítica : 3.00 (cm) : sí Página 23

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 Tipo de cálculos

: flexión simple

1.4. Geometría de la losa Espesor 0.20 (m) Contorno: borde

inicio x1 0.00 3.60 3.60 0.00

1 2 3 4

fin x2 3.60 3.60 0.00 0.00

y1 3.60 3.60 0.00 0.00

y2 3.60 0.00 0.00 3.60

longitud (m) 3.60 3.60 3.60 3.60

1.5.2. Momentos max. + armadura a flexión Ax(+)

Ax(-)

Símbolos: sección teórica/sección real Ax(+) (cm2/m) 2.86/2.91 2.86/2.91 Ax(-) (cm2/m) 2.86/2.91 2.86/2.91 Ay(+) (cm2/m) 2.86/2.91 2.86/2.91 Ay(-) (cm2/m) 2.86/2.91 2.86/2.91

Ay(+)

Ay(-)

2.86/2.91 2.86/2.91 2.86/2.91 2.86/2.91

2.86/2.91 2.86/2.91 2.86/2.91 2.86/2.91

Coordenadas (m) 0.30;3.30 0.30;3.30 0.30;3.30 0.30;3.30 Coordenadas* (m) 0.30;0.30;13.20 0.30;0.30;13.20 0.30;0.30;13.20 * - Coordenadas en el sistema global de la estructura

0.30;0.30;13.20

1.5.4. Flecha |f(+)| = 0.00 (cm) <= fdop(+) = 3.00 (cm) |f(-)| = 0.00 (cm) <= fdop(-) = 3.00 (cm)

2.

Cargas: Caso Tipo Lista 1 peso propio 1A4 30 53 58 2 (EF) presión hydrostática Gama=1000.00(kG/m3) H=1.35(m) Dirección=-Z 2 (EF) uniforme 53 4 (EF) uniforme 53 4 (EF) uniforme 30 5 (EF) uniforme 2 6 peso propio 6 No hay 7 No hay 7 (EF) uniforme 53 7 (EF) uniforme 30 8 No hay hay(kgfm) 8 (EF) uniforme 53 8 (EF) uniforme 30 9 No hay hay(kgfm) 9 peso propio 10 (EF) uniforme 53 Combinación/Componente ELU/3 ELU/11

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

Valor PZ Menos 1A4 PZ=-1350.00(kgf/m2) PZ=-200.00(kgf/m2) PZ=-100.00(kgf/m2) PX=68.00(kgf/m2) PX CX=No hay(kgfm) CX=No hay(kgfm) PX=19.70(kgf/m2) PX=9.85(kgf/m2) FX=No hay(kgf) CX=No PY=26.26(kgf/m2) PY=13.13(kgf/m2) FX=No hay(kgf) CX=No PY PZ=-150.00(kgf/m2)

Definición (1+2+10)*1.40+4*1.70 (1+2+4+10)*1.25+(6+7)*1.00+(8+9)*1.20 Página 24

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ELU/12 ELU/13

(1+2+4+10)*1.25+(8+9)*1.00+(6+7)*1.20 (1+2+4+5+10)*1.25

3. Resultados teóricos - disposiciones de las armaduras Lista de soluciones: Armado con barras Solución n.° 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Armaduras Diámetro / Peso -

Peso total (kG) 118.42 150.15 150.15 150.15 150.15 181.89 201.31 201.31 284.20

Resultados parar la solución n.° 1 Zonas de armadura

Armadura inferior Nombre coordenadas x1 1/1- Ax Principal 0.00 1/2- Ay Perpendicular 0.00

Armaduras adoptadas At Ar y1 x2 y2 (in) / (cm) 0.00 3.60 3.60 0.4 / 27.0 0.00 3.60 3.60 0.4 / 27.0

(cm2/m) 2.86 < 2.91 2.86 < 2.91

(cm2/m)

Armadura superior Nombre coordenadas x1 1/1+ Ax Principal 0.00 1/2+ Ay Perpendicular 0.00

Armaduras adoptadas At Ar y1 x2 y2  (in) / (cm) 0.00 3.60 3.60 0.4 / 27.0 0.00 3.60 3.60 0.4 / 27.0

(cm2/m) 2.86 < 2.91 2.86 < 2.91

(cm2/m)

El software de simulacion ha estimado que se debe de usar un armado de 3/8” @ 27 cm en ambas direcciones tanto superior como inferior. Bajo este resultado se asume acero de .3/8” @ 25 cm , ambas direcciones superior e inferior.

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Fig. 13, Requerimiento de área de acero plano YY

Fig. 14, Requerimiento de área de acero plano XX

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6.4 REACCIONES Las reacciones que resultan del modelo de simulación correspondiente a la combinación de carga de estado límite de servicio ELU, se muestran en las imágenes 34.00 Ton para cargas muertas y C viva toneladas para casos de carga servicio, la reacciones se utilizaran para el diseño de los elementos estructurales que forman parte del tanque cisterna y también para la cimentación de toda la estructura.

Fig. 15, Reacciones en cada apoyo correspondiente a la carga muerta

VII. TANQUE CISTERNA: 7.1 ARQUITECTURA Y CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA

La configuración geométrica se realizó con los planos del proyecto del tanque cisterna contemplado en los planos con capacidad portante de 1.4 kg/cm2 . 7.2 CARGAS CARGA VIVA: El valor de las cargas vivas empleadas comprende el peso de elementos que

se generarán a razón de equipos de construcción y el mantenimiento. Peso carga viva:

100

kg/m2 (en la losa superior)

CARGA HIDROSTATICA: El valor de las cargas hidrostáticas, comprende el peso del

volumen de agua que almacenará el tanque cisterna en los muros del mismo. Carga en los muros. Altura de almacenamiento:

1.80

m

Peso específico del agua:

1000

kg/m3

Peso ejercido por el agua:

1800

kg/m2

Carga en las paredes del tanque elevado.

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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CARGAS LATERALES: El valor de las cargas laterales, comprende a la presión que se

ejercerá en las caras laterales del tanque cisterna, producto de la presión ejercidos por los suelos en las muros del tanque cisterna. Los datos de las características del suelo, fueron tomados del Estudio de mecánica de suelos. *NOTA DE CALCULO DEL SOFTWARE DE SIMULACIÓN

Presión del suelo Datos geométricos Nivel del suelo (Z) Inclinación del suelo (alfa) Inclinación del elemento de contención (beta)

Estratificación del suelo: N.° Nombre de suelo

1 2

Suelo UNAJ Suelo UNAJ

= -0.20 = 0.0 = 0.0

Nivel

Espesor

(m)

(m)

-0.20 -1.90

1.70

(m) (Deg) (Deg)

Peso del sólido (kg/m3)

Peso del suelo (kg/m3)

2243.38 2243.38

2753.23 2753.23

Coeficientes de presiones límites y de presiones de equilibrio para los estratos del suelo considerados en los cálculos N.° Nombre de suelo Nivel Ángulo de rozamiento Ka K0 Kp (m) (Deg) 1 2

Suelo UNAJ Suelo UNAJ

-0.20 -1.90

Presión activa y pasiva del suelo: Coeficiente de desplazamiento límite:

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

25.0 25.0

0.406 0.406

0.577 0.577

2.464 2.464

= 0.00

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RESULTADOS ESFUERZOS: Para el resultado de esfuerzos cortantes se consideró un escenario de tanque

vacío, solo con las presiones ejercidas por el suelo, mostrando los resultados siguientes:

Fig. 19, Momentos en las paredes (kg/m)

7.3 LOSA DE CIMENTACIÒN

Para el modelado de la losa de cimentación se usara como herramienta de apoyo el software SAFE v2014, con las siguientes consideraciones: Acero

Fy=4200

Kg/cm2

Grado 60. Resistencia del concreto

F’c=280

Kg/cm2

Peso específico del concreto

Pe=2400

Kg/m3

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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GEOMETRIA

Fig. 20, Distribución del zapata aislada (m)

7.3.1 ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Los elementos estructurales determinados para el modelo de simulación pertenecientes a la losa de cimentación.

7.3.2 CARGAS

Para las cargas se utilizará las reacciones obtenidas del modelo de simulación anterior en la super estructura:

MEMORIA DE CÁLCULO TANQUE ELEVADO

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Fig. 21, Izquierda (carga muerta); derecha (carga viva) (kg)

7.3.3 VERIFICACION DEL PUNZONAMIENTO

La verificación se realizó bajo una concepción sin el uso de vigas de cimentación solo para verificar el punzonamiento de las columnas sobre la losa de cimentación, para considerar o no vigas de cimentación. Se verifico con la norma del ACI 318 – 08 en la combinación de carga de 1.2 CM + 1.4 CV. Los resultados de simulación obtenidos fueron: Fuerza cortante max. de diseño Fuerza max. de capacidad del concreto

= 4.31 kg/cm2 = 13.31 kg/cm2

4.31/13.31 < 1 0.32 < 1 cumple ! Resistencia del suelo de cimentación:

De acuerdo al estudio de mecánica de suelos, el terreno de fundación tiene una capacidad admisible de 1 kg/cm2, por lo que se adopta un módulo de reacción de suelo de 2.20 kg/cm3, que se utiliza para el modelo de simulación.

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