Hoja1DISEO ESTRUCTURAL DE RESERVORIOPara el Diseo estructural del Reservorio de Pequeas y Medianas Capacidades se recomienda utilizar el Metodo dePortland Cement Association que determina momentos y fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelosde reservorios basados en la teoria de Plates and Shells de Timoshenko,donde consideran las paredes enpotradas entresi.Las condiciones de borde son Tapa Libre y fondo empotrado.Para este caso y cuando actua solo el Empuje de agua,laPresion en el borde es cero y la Presin maxima ( P ),ocurre en la basePara el Diseo estructural del Reservorio de Concreto Armado de seccion cuadrada se necesitan los datos siguientes:Datos:Volumen ( V ) =6m3.Ancho de Pared ( b ) =2.00m.Altura de agua ( h ) =1.5m.Borde Libre ( B.L.) =0.3m.Altura Total ( H ) =1.8m.Peso especifico del agua ( a ) =1000Kg/m3Peso especifico del Terreno ( t ) =1800Kg/m3Capacidad de carga del terreno ( t )=2.0Kg/cm2A) Calculo de Momentos y Espesor* Paredesla situacin mas desfavorable se presenta cuando el reservorio se encuentra lleno y sujeto a presion de aguaPara el calculo de los momentos se utilizan los coeficientes ( k ) que se calculan tomando como dato la relacinb/h ,cuyos limites deben ser entre 0.5 y 3.0Siendob/h=1.33Coeficientes K para el calculo de Momentos de las paredes de reservorioscuadrados - Tapa Libre y Fondo empotradoLos Momentos se determinanmediante la siguiente formula =b/hx/hy=0y=b/4Y=b/2M=Kah3MxMyMxMyMxMy2.00000.02700.0090-0.06conocidos los datos se calcula1/40.0130.0230.0060.010-0.012-0.0591/20.0150.0160.0100.010-0.010-0.0493/4-0.0080.003-0.0020.003-0.005-0.0271-0.086-0.017-0.059-0.01200ah3=3375.00kg-mMomentos ( kg-m.) debido al empuje de aguab/hx/hy=0y=b/4Y=b/2MxMyMxMyMxMy2.000091.125030.3750202.51/443.87577.62520.25033.75040.500199.1251/250.62554.00033.75033.75033.750165.3753/427.00010.1256.75010.12516.87591.1251290.2557.375199.12540.50000del cuadro de momentos elmaximo momento absoluto es =290.25kg-mEl espesor de la pared ( e ) originado por un momento "M" y el esfuerzo de traccion por flexion ( ft ) en cualquier punto dela pared se determina mediante el metodo elastico sin agrietamiento cuyo valor se estima mediante:e= ( 6*M/ ft*b)ft=0.85(fc)=11.24kg/cm2fc=175kg/cm2M=290.25kg-mb=2cmreemplazando los valorese=88.00cm.para el diseo se asume el espesore=15.00cm.* Losa de CubiertaLa losa de cubierta esta considerada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus cuatro ladosCalculo del espesor de la losa:Espesor de los Apoyos =15.00cm.Luz interna =2.00m.Luz de Calculo ( L ) =2.15m.Espesor de losa de cubierta L/36 =5.97cm.Espesor de losa de cubierta =12.00cm.Segn el Reglamento Nacional de Construcciones para losas macizas en dos direcciones,cuando la relacion de las doses igual a la unidad,los momentos flexionantes en las fajas centrales son:MA=MB=CWL2Donde C=0.036Peso Propio=288kg/m2Carga Viva=150kg/m2W=438kg/m2MA=MB=72.88758kg-mconocidos los valores de los momentos,se calcula el espesor util " d " mediante el metodo elastico con lasiguiente relacion: d=( M/R*b)fs=1400kg/cm2siendo:fc=79kg/cm2M=MA=MB=72.88758kg-mn=10b=100.00cm.k=0.361R=( fc * j * k ) / 2=12.54j= 1 - k/3 =0.8798d=2.41cmconsiderando un recubrimiento de 2.5 cm. sera igual a4.91cmsiendo menor que el espesor minimopor lo cual tomamos como espesor12.00cm.d=9.5cm.* Losa de Fondoasumiendo el espesor de la losa de fondo igual0.15mtsy conocida la altura de agua el valor P sera:h=1.5mtsPeso propio del agua=1500kg/m2Peso propio del concreto=360kg/m2W=1860kg/m2la losa de fondo sera analizada como una placa flexible y no como una placa rigida.debido a que el espesores pequeo en relacion a la longitud;ademas la consideraremos apoyada en un medio cuya rigidez aumentacon el empotramiento.Dicha placa estara empotrada en los bordes.L=2.00mtsMomento de Empotramiento en los extremos= M = -WL2/192-38.75kg-mMomento de Empotramiento en el centro = M = WL2/38419.38kg-mPara losas planas rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones timoshenko recomiendalos siguientes coeficientes:Para un Momento en el centro =0.0513Para un Momento de empotramiento =0.5290Momentos Finales:Maximo Momento Absoluto =20.50kg-mEmpotramiento ( Me ) =-20.50kg-m20.50kg-mCentro ( Mc ) =0.99kg-m0.99kg-mChequeo del espesor:el espesor se calcula mediante el metodo elastico sin agrietamiento considerando el maximo momento absoluto con lasiguiente relacion:e= ( 6*M/ ft*b)ft=0.85(fc)=11.24kg/cm2fc=175kg/cm2M=20.50kg-mb=2cmreemplazando los valorese=23.39cm.Recubrimiento de 4.00 cmtspara el diseo se asume el espesore=15.00cm.d=11.00cmtsB) DISTRIBUCION DE LA ARMADURAPara determinar el valor del area de acero de la armadura de pared,de la losa de cubierta y de fondo,se considera lasiguiente relacion :As = M/ ( fs *j *d )Donde: M =momento maximo absoluto en kg-mfs =fatiga de trabajo en kg/cm2j =relacion entre las distancia de la resultante de los esfuerzos de compresion alcentro de gravedad de los esfuerzos de tensiond =peralte efectivo en cm.* Paredpara el diseo estructural de la armadura vertical y horizontal de la pared,se considera el momento maximo absoluto,por ser una estructura pequea que dificultaria la distribucion de la armadura y porque el ahorro en terminos economicostomamos :no seria significativo:3/80.71Armadura vertical ( Mx ) =290.25kg-mk =0.441Armadura horizontal ( My ) =202.5kg-mj =0.85fs =900kg/cm2fc =79kg/cm2n =9con estos datos tenemos :espesor =15.00cmla cuantia minima se determina con : As min =0.0015*b*erecubrimiento =7.5cmAs min =2.25cm2d =7.5cmAspared-vert =5.04cm2Aspared-vert =5.04cm2b =100cmAspared-hor =3.52cm2Aspared-hor =3.52cm2Distribucion Armadura Verticalfierro3/8" @13Distribucion Armadura Horizontalfierro3/8" @20* Losa de Cubiertatomamos :k =0.3613/80.71Armadura horizontal ( M ) =72.88758kg-mj =0.8798fs =1400kg/cm2fc =79kg/cm2n =10con estos datos tenemos :espesor =12cmla cuantia minima se determina con : As min =0.0017*b*erecubrimiento =2.5cmAs min=2.04cm2d =9.5cmAs M=0.62cm2As M=2.04cm2b =100cmDistribucion Armadurafierro3/8" @33* Losa de Fondotomamos :k =0.4413/80.71Armadura horizontal ( M ) =20.50kg-mj =0.8529fs =900kg/cm2fc =79kg/cm2n =9con estos datos tenemos :espesor =15.00cmla cuantia minima se determina con : As min =0.0017*b*erecubrimiento =4cmAs min =2.55cm2d =11cmAs M =0.24cm2As M =2.55cm2b =100cmDistribucion Armadurafierro3/8" @25C) CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIAEl chequeo por esfuerzo cortante tiene la finalidad de verificar si la estructura requiere de estribos o no;y el chequeo poradherencia sirve para verificar si existe una perfecta adhesion entre el concreto y el acero de refuerzo.Se presentan el chequeo en la pared y losa de cubierta.* ParedEsfuerzo CortanteLa fuerza cortante total maxima( V ) =(a*h2)/2V =1125kgsEl esfuerzo cortante nominal es ( v ) =V/( j*b*d )v =1.71kg/cm2El esfuerzo maximo nominal es ( v ) =0.02 fcvmax =3.5kg/cm2BUEN DISEOAdherenciapara elementos sujetos a flexion,el esfuerzo de adherencia en cualquier punto de la seccion se calcula mediante:u = V/ ( o*j*d )o =26.003/8" @13u =6.76kg/cm2odistan.u max permisible = 0.05 fc =8.75kg/cm2BUEN DISEO27.3011.00* Losa de cubierta24.0012.50Esfuerzo Cortante12.0025.00La fuerza cortante total maxima( V ) =( W*S)/3V =292kg/m10.0030.00El esfuerzo cortante nominal es ( v ) =V/( b*d )v =0.31kg/cm2El esfuerzo maximo nominal es ( v ) =0.29 *( fc )vmax =3.84kg/cm2BUEN DISEOAdherenciapara elementos sujetos a flexion,el esfuerzo de adherencia en cualquier punto de la seccion se calcula mediante:u = V/ ( o*j*d )o =8.003/8" @33u =4.37kg/cm2u max permisible = 0.05 fc =8.75kg/cm2BUEN DISEO

Hoja2FACTOR302928272625242322212019181716151413121110987654321123456789101112131415161718192021222324252627282930DISTANCIA

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