DISEÑO -ESTATICO
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Anlisis y Diseo de Reservorios Superficiales Circulares
DISEO ESTTICO DE RESERVORIOS CIRCULARES
DATOS:t
H = 8.00 mAltura del tanque
BL = 0.50 mBorde libre
HL = 7.50 mAltura del liquidoBL
Di = 20.00 mDiametro interior del tanque
t = 0.25 mEspesor del tanque
tl = 0.50 mEspesor de la losa
f'c = 280 Kgf/cm2Resistencia del concretoH
V = 2356.19 m3Capacidad del tanque
HL
Rd = 10.125 mRadio de diseo del tanque
tl
Di
a). Anlisis y diseo anular por presin hidrosttica:
Se considera un muro con base fija, extremo superior libre y carga triangular, como se muestra en la figura
Segn el PCA (Portland Cement Assocition), recomienda el uso de tablas en funcin de las condiciones de extremo y apoyo, para lo cual se sigue el siguiente procedimiento.
H 2
H =
7.50 m Altura del agua
fa = D.t
D =20.00 m Diemetro interno del tanque
t =0.25 m Espesor del tanque
R =10.000 m Radio interno del tanque
fa =11.25
fa =11
Se asume
Calculo del valor de wu:
wu = fc.Cs.a
wu =2.81 Tn/m3
fc =1.70Factor de amplificacion de carga
W = wu.H.R
Cs =1.65Coeficiente sanitario
W = 210.38Tn/m
a =
1.00 Tn/m3Peso especifico del agua
Var.HAltura
Coefi
T=Coef*W
1.07.50
-0.008
-1.68
Diagrama de Tensin
0.96.75
0.098
20.51
8.0
0.86.00
0.205
43.13
0.75.25
0.318
66.79
7.5
0.64.50
0.433
91.09
7.0
0.53.75
0.543
114.13
6.5
0.43.00
0.618
130.01
6.0
0.32.25
0.611
128.54
5.5
0.21.50
0.467
98.25
5.0
0.10.75
0.195
41.02
(m)
0.00.00
0.000
0.00
4.5
Altura4.0
3.5
3.0
Tensin mxima:
Tmax = 130.01Tn/m
2.5
Con la fuerza de tensin se verifica el espesor del muro:
2.0
1.5
C =0.0003Coeficiente de contraccin de fragua
1.0
f'c = 280 Kgf/cm2Resistencia del concreto
0.5
fy = 4200 Kgf/cm2Fluencia del acero grado 60
0.0
fct = 28 Kgf/cm2Resistencia admisible del concreto (0.1f'c)
520457095120145
fs = 2520 Kgf/cm2Resistencia admisible a tensin
Es = 2000000 Kgf/cm2Mdulo de elasticidad del acero
Tensin (Tn/m)
Ec = 250998.0 Kgf/cm2Mdulo de elasticidad del concreto
n =7.97Relacin de mdulos de elasticidad entre el acero y el concreto
Tmax =
130.01Tn/m
= C.Es + fs n. fct T fct. fs
t = 0.53cm
Ing. Alberto T. Ramrez Garca1Anlisis y Diseo de Reservorios Superficiales Circulares
Con lo que se puede considerar un espesor igual a :
t =0.25 m
DISEO ESTRUCTURAL:As =
T
0.9 fy
As =34.39cm2/m
Si usamos =3/4
As =2.85cm2
Entonces la distribucion ser:
S =2As/As
S =0.17 m
Se colocara acero 3/4@
0.150 men dos capas hasta
una altura de
3.75 m
Apartir de la altura de tensin mxima se calcula la siguiente distribucin para un momento de H/2:
T =114.13Tn/m
As =30.19cm2/m
Si usamos =5/8
As =1.98cm2
Entonces la distribucion ser:
S =2As/As
S =0.13 m
Se colocara acero 5/8@
0.125 men dos capas hasta
altura final
b). Anlisis y diseo en flexin por presin hidrosttica:
Calculo del valor de wu:
wu = fc.Cs.a
wu =2.21 Tn/m3
fc =1.70Factor de amplificacion de carga
W = wu.H 3
Cs =1.30Coeficiente sanitario
a =1.00 Tn/m3Peso especifico del agua
W = 932.34Tn.m/m
Var.HAlturaCoefiM=Coef*W1.07.500.00000.0000.96.750.00000.0000.86.000.00000.0000.75.250.00010.0930.64.500.00030.2800.53.750.00050.4660.43.000.00161.4920.32.250.00262.4240.21.500.00272.5170.10.75-0.0009-0.7920.00.00-0.0113-10.535
Momento mximo:Mmax = 2.52Tn.m/m
Momento mnimo:Mmin = -10.54Tn.m/m
Con el momento se realiza el diseo:t =0.25 mEspesor del murof'c =280 Kgf/cm2Resistencia del concretofy =4200 Kgf/cm2Fluencia del acero grado 60r =0.05 mRecubrimientod =20.00cmPeralte del muro =0.9
b =100.00cm
Mu
As = 0.85f ' .b.100.a
a = d d 2 2.
c
0.85 fc' ..b.100
fy
Diagrama de Momento
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
(m)4.5
4.0
Altura
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4
Momento (Tn.m/m)
DISEO ESTRUCTURAL:
Momento Positivo:Mu =2.52Tn.m/m
a =0.005877
As =3.33 cm2
Si usamos =1/2As = 1.27cm2
Entonces la distribucion ser:
S =As/As
S =0.38 m
Se colocara acero 1/2@
0.375 m
Ing. Alberto T. Ramrez Garca2Anlisis y Diseo de Reservorios Superficiales Circulares
Momento Negativo:Mu = -10.54Tn.m/m
a =0.025
As =13.94 cm2
Si usamos =5/8As = 1.98cm2
Entonces la distribucion ser:
S =As/As
S =0.14 m
Se colocara acero 5/8
@
0.125 m
c). Anlisis y diseo en corte por presin hidrosttica:fa =
11.25fa =11Se asume
Calculo del valor de wu:wu = fc.Cs.a
fc =1.70Factor de amplificacion de carga
Cs =1.00Coeficiente sanitario
wu =1.70 Tn/m3
a =1.00 Tn/m3Peso especifico del agua
W= wu.H 2
W = 95.63Tn/m
CoefiV=Coef*W
0.15214.49
0.16515.78
0.0837.94
-6.095-582.83 Carga Tringular en base fija Carga Rectngular en base fijaCarga Tringular o Rectngular en base apoyada Momento en el extremo
Calculo del cortante del concreto:
t =0.25 mEspesor del muro
f'c = 280 Kgf/cm2Resistencia del concretor =0.05 mRecubrimiento
d =20.00cmPeralte del muro
=0.85
b =100.00cm
Vc = 0.53 fc' bd
Vc =15076.61 Kgf
Carga Tringular o Rectngular en base apoyada
Vu =7936.88 Kgf
Vu