1

MEMORIA DE CALCULO DE CISTERNA

Cisterna.-

Una cisterna es un depsito subterrneo que se utiliza para recoger y guardar agua de lluvia

(aljibe) o procedente de un ro o manantial, y en el caso ms usual, agua potable. Su capacidad va

desde unos litros a miles de metros cbicos.

De acuerdo a la conceptualizacin expuesta anteriormente y las necesidades que se van a

solucionar; para la construccin de un reservorio de agua, es necesario detallar el diseo

estructural y la conceptualizacin de nuestra cisterna.

La seccin hidrulica ser de 3.40x1.85m (3bocas) por una longitud de 9.00m, teniendo una

capacidad de 56.61m3.

Debido a su considerable amplitud, la estructura tendr paredes intermedias que nos ayudarn a

rigidizar la estructura evitando las deformaciones de la losa superior. De la misma forma, debido

al uso exclusivo que tendr (cisterna), en stas paredes intermedias se colocarn tubos de PVC de

Presin de 4 denominados vasos comunicantes. Mediantes estos vasos comunicantes y la

pendiente que posee la losa inferior del 0.05% se podr conducir el agua a la cmara de

acumulacin (Crcamo) de seccin de 50x50cm ubicada a lo largo del elemento, como punto de

acopio para la facilidad de la captacin y distribucin del agua . Se deber colocar tubera de

presin para que aporte estructuralmente a estas paredes intermedias, ya que los vasos

comunicantes debern tener la misma longitud que el espesor de dicho muro, es decir 25cm.

.25 3.40 .25 3.40

.60

.60

.05

.60

.60

.05

2

1

Tubo PVC 4'' @1.00m Tubo PVC 4'' @1.00m

.25 3.40 .25

11.20

.25

1.8

0.3

0

2.3

5

.25

1.8

5.2

5.2

5.2

5

2.6

0.2

5

http://es.wikipedia.org/wiki/Aljibehttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico

2

DETALLES DE UBICACIN DE VASOS COMUNICANTES:

Ubicacin de vasos comunicantes verticalmente.

Ubicacin de vasos comunicantes longitudinalmente

.60

.60

.05

Tubo PVC 4'' @1.00m

Vasos Comunicantes

1.00

1.00

1.00

Tubo PVC 4'' @1.00m

.60

.60

.05

1.00

1.00

1.00

Tubo PVC 4'' @1.00m

0.05% DE PENDIENTE

3

Es necesario indicar que en el proceso constructivo, deber armarse y fundirse en conjunto las

paredes perimetrales y la losa inferior para lograr con efectividad una forma monoltica que

asegure la no conformacin de juntas fras que permitan la fuga del agua contenida.

El dibujo siguiente nos explica de mejor manera lo sealado:

En el anexo se muestra el desarrollo del clculo estructural de la cisterna.

Seccin: 3.40x1.85x9.00m (3 bocas), la cual tendr sus muros laterales y losas inferior y

superior con un espesor de 0.25 m., teniendo un armado hierro de dimetro de varillas

de:

Losa superior.- varillas 14mm cada 15cm (Acero superior e inferior)

Acero de reparto.- varillas de 14mm cada 15cm

Paredes.- varilla de 14mm cada 15cm armadura vertical (en ambas caras)

Losa inferior.- varillas de 14mm cada 15cm (Acero superior e inferior)

PD: La armadura de la losa inferior, en el clculo, se ha definido con la armadura aqu

descrita y sealada en el clculo, pero es posible armar de la losa inferior con su armadura

equivalente, es decir, varilla de 12mm cada 10cm.

.25 3.40 .25 3.40

.60

.60

.05

.60

.60

.05

2

1

Tubo PVC 4'' @1.00m Tubo PVC 4'' @1.00m

.25 3.40 .25

11.20

.25

1.8

0.3

0

2.3

5

.25

1.8

5.2

5.2

5.2

5

2.6

0.2

5

4

1 14 @ 15cm Mc A1

1 14 @ 15cm Mc A2

1 14 @ 15cm Mc A4 1 14 @ 15cm Mc A41 14 @ 15cm Mc A4 1 14 @ 15cm Mc A5

1 14 @ 15cm Mc A3

1 14 @ 15cm Mc A3

Tubo PVC 4'' @1.00m

1 14 @ 15cm Mc A2'

Tubo PVC 4'' @1.00m

1 14 @ 15cm Mc A3

1 14 @ 15 cm Mc A6

1 14 @ 15 cm Mc A7

.25 3.40 .25 3.40 .25 3.40 .25

11.20

.25

1.8

0.3

0

2.3

5

.25

1.8

5.2

5.2

5.2

5

2.8

5

.25 3.40 .25 3.40 .25 2.65 .25 .50 .25

11.20

2.8

5

.25 .50 .25

1 14 @ 15cm Mc A3'

1 14 @ 15 cm Mc A3'

5

ESPECIFICACIONES TCNICAS

Impermeabilizante:

Se deber adicionar al hormign a emplearse en la estructura un impermeabilizante como el Sika1 u otro de similares caractersticas.

Sika1

Impermeabilizante integral para morteros. Sika-1 es un aditivo lquido que reacciona con los componentes de la mezcla de cemento y arena para bloquear los capilares y poros de morteros y hormigones. Sika 1, impide el paso del agua y permite la respiracin del sustrato

PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN DEL ACERO DE REFUERZO

1.- FASE CONSTRUCTIVA

Todos los elementos de hormign armado con la finalidad de ser protegidos contra la

corrosin debern utilizar en su mezcla fresca un inhibidor de corrosin el mismo que

deber tener las siguientes caractersticas:

Caractersticas del Inhibidor: Migra por difusin y presin de vapor a travs del

hormign para depositar sobre la armadura una pelcula protectora de propiedades

hidrofbicas.

Alcance de la Proteccin: reas andicas y catdicas del metal estructural

Tipo de Inhibidor: Carboxilato de amina

Dosificacin: 1 litro por metro cbico de hormign.

6

2.- ESTRUCTURAS DE HORMIGN ENDURECIDO

Con la finalidad de proteger contra la corrosin el acero de refuerzo embebido en el

hormign, se deber aplicar sobre todas las superficies de las estructuras de hormign un

inhibidor de corrosin, el mismo que deber tener las siguientes caractersticas:

Caractersticas del Inhibidor: Migra por difusin y presin de vapor a travs de las

paredes de hormign endurecido hasta alcanzar la armadura y depositar sobre el metal

una pelcula protectora de propiedades hidrofbicas.

Alcance de la Proteccin: reas andicas y catdicas del metal estructural

Tipo de Inhibidor: Carboxilato de amina

Limpieza: Previo a la aplicacin del inhibidor, todas las superficies de hormign debern

ser limpiadas con chorro de agua a presin (> 1500 psi) para remover suciedad, polvo,

partculas, componentes del curado, grasas o cualquier otro material suelto. No se

utilizar medios qumicos para limpiar superficies.

Forma de aplicacin: Impregnacin acuosa

Dosificacin: De acuerdo a la dosis por metro cuadrado recomendada por el fabricante

del inhibidor.

Nmero de capas: Segn la recomendacin del fabricante del inhibidor.

Tiempo entre capas: Segn la recomendacin del fabricante del inhibidor.

Lavado Posterior: Si luego de la aplicacin del inhibidor fuera requerido el uso de un

sellador o recubrimiento protector, se deber enjuagar Previamente las superficies con

agua.

Luz Libre de Alcantarilla (por 3)= 3,40 m Altura Libre de alcantarilla (por 3) = 1,85 m

Espesor paredes y losas = 0,25 m

1-) Determinacion de cargas:

peso de estructura del pavimento:

peso propio de losa superior en inferior:

peso propio de paredes:

cantidad: 4,00

la carga viva considerada es una "baera" y el

50% de la carga total se divide para la longitud

de la alcantarilla en 1 metro de ancho

empuje de suelo:

Resumen de cargas + Mayoracin para losa superior: estructura de pavimeto: 0,00 x 1,4 0,00

peso propio: 0,60 x 1,4 0,84 6,65 T/m

peso de camin ("baera"): 3,41 x 1,7 5,81

Resumen de cargas + Mayoracin para losa inferior: peso propio: 0,60 x 1,4 0,84

peso de paredes: 0,50 x 1,4 0,71 1,55 T/m

Resumen de cargas + Mayoracin para paredes externas: empuje de suelo: 1,74 x 1,4 2,44

2,44 T/m

Carga total sobre el suelo =

NOTA: La carga reactiva del suelo considerada es para el anlisis estructural, en la realidad el esfuerzo es menor a 1 kg/cm2.

DISEO DE ALCANTARILLA TRIPLE

W (T/m)

0,00 11,20 1,00 0,00 1,65 0,00 0,00

espesor (m) longitud (m) ancho (m) volumen (m3) p.e. mat.(T/m3) Peso (T)

1,00 2,80 2,40 6,72 0,60

espesor (m) longitud (m) ancho (m) volumen (m3) p.e. HA (T/m3) Peso (T) W (T/m)

0,25 11,20

W (T/m)

0,25 2,35 1,00 2,35 2,40 5,64 0,50

espesor (m) altura (m) ancho (m) volumen (m3) p.e. HA (T/m3) Peso (T)

W (T/m)

25,00 24,00 1,41 58,84 30,00% 76,49 3,41

p.p. baera (T) capacidad (m3) p.e. material peso c. viva impacto Peso Total

TOTAL

TOTAL

TOTAL

6,64519642857143 x 11,2 = 74,43 Ton

1,65 0,45 1,00 1,74 1,74

p. suelo (T/m3) ka ancho (m) pres. inf. (T/m2) W tri. (T/m)

91,73 Ton

Q suelo: 8,19 Ton/m2

Carga reactiva del suelo: 8,19 Ton/m

1,545 x 11,2 = 17,30 Ton

2-) Planteo del prtico

W = 6,65

2,35

W= 2,44 W= 2,44

W= 1,55

W = 8,19

L= 3,73 L= 3,73 L= 3,73

Kv = 0,27 Kv' = 0,27 Kv = 0,27 Kv' = 0,27 Kv = 0,27 Kv' = 0,27

E a = 0,13 F a = 0,13 G a = 0,13 H

Kc = 0,43 Kc = 0,43 Kc = 0,43 Kc = 0,43

b = 0,27 b = 0,27 b = 0,27 b = 0,27

a = 0,21 a = 0,21 a = 0,21 a = 0,21 T= 0,92

t = 0,23 t = 0,23 t = 0,23 t = 0,23

b' = 0,27 b' = 0,27 b' = 0,27 b' = 0,27

Kc' = 0,43 Kc' = 0,43 Kc' = 0,43 Kc' = 0,43

A a = 0,13 B a = 0,13 C a = 0,13 D

Kv = 0,27 Kv' = 0,27 Kv = 0,27 Kv' = 0,27 Kv = 0,27 Kv' = 0,27

7,72 -7,72 7,72 -7,72 7,72 -7,72

-0,45 E F G H 0,45

0,67 A 1,79 -1,79 B 1,79 -1,79 C 1,79 -1,79 D -0,67

-9,513 9,513 -9,513 9,513 -9,513 9,513

RIGIDESES

M.E.P.

3-) Matriz de rigidez y momentos finales en barras:

A B C D E F G H des. = - m

A 0,69 0,13 0,00 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,27 7,04 A 15,73

B 0,13 0,96 0,13 0,00 0,00 0,21 0,00 0,00 0,27 0,00 B -3,438

C 0,00 0,13 0,96 0,13 0,00 0,00 0,21 0,00 0,27 0,00 C 3,438

D 0,00 0,00 0,13 0,69 0,00 0,00 0,00 0,21 0,27 -7,04 D -15,73

E 0,21 0,00 0,00 0,00 0,69 0,13 0,00 0,00 0,27 -7,27 E -15,98

F 0,00 0,21 0,00 0,00 0,13 0,96 0,13 0,00 0,27 0,00 F 3,471

G 0,00 0,00 0,21 0,00 0,00 0,13 0,96 0,13 0,27 0,00 G -3,471

H 0,00 0,00 0,00 0,21 0,00 0,00 0,13 0,69 0,27 7,27 H 15,98

des. 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,92 0,00 des. -9E-16

3,90 -8,93 8,18 -8,18 8,93 -3,90

-3,90 5,2979 3,39 5,298 3,90

3,97 5,274 3,40 5,274 -3,97

-3,97 8,90 -8,18 8,18 -8,90 3,97

-8,88178E-16

15,9784746

0,75 -0,75

M. FINALES

NEGATIVOS

15,72553355

-0,72 0,72

M. MAX.

POSITIVO

-3,438324606

3,438324606

-15,72553355

-15,9784746

3,470895098

-3,470895098

4-) Determinacin de M. positivos y cortantes:

W = 6,65

ANALISIS DE BARRA E-F: 3,90 8,93

1,66 m

V ISOSTATICO: 12,40 12,40

5,298 T-m

V HIPERESTATICO -1,35 1,35

V TOTAL 11,06 13,75

W = 6,65

ANALISIS DE BARRA F-G: 8,18 8,18

1,87 m

V ISOSTATICO: 12,40 12,40

3,39 T-m

V HIPERESTATICO 0,00 0,00

V TOTAL 12,40 12,40

WR = 6,65

ANALISIS DE BARRA A-B: 3,97 8,90

2,07 m

V ISOSTATICO: 12,40 12,40

5,274 T-m

V HIPERESTATICO -1,32 1,32

V TOTAL 11,08 13,73

Punto de corte 0 (izq. a der.) :

Mmax positivo:

Punto de corte 0 (izq. a der.) :

Mmax positivo:

Punto de corte 0 (der. a izq.) :

Mmax positivo:

WR = 6,65

ANALISIS DE BARRA B-C: 8,18 8,18

1,87 m

V ISOSTATICO: 12,40 12,40

3,40 T-m

V HIPERESTATICO 0,00 0,00

V TOTAL 12,40 12,40

ANALISIS DE BARRA E-A: V ISOS. V HIP. V. Tot.

3,90 X1= 3,69 m

0,96 -0,027 0,930 X2= 1,01 m

-3,07 T-m

W = 2,44 Nota: debido a las cargas externas (activas y reactivas)

no existe M. positivo en las paredes exteriores.

1,91 0,027 1,94

3,97

ANALISIS DE BARRA C-G: V ISOS. V HIP. V. Tot.

0,75

0,00 0,01 0,01 No existe M positivo.

0,00 -0,009 -0,01

0,72

Punto de corte 0 (der. a izq.) :

Mmax positivo:

Punto de corte 0 (izq. a der.) :

Mmax positivo:

e.q. cuadrtica:

5-) Diseo del Hormign Armado:

Diseo a

flexin

Para el momento mximo de diseo se necesita cuanta mnima, equivalente a 5 varillas de 16 mm / metro.

Se utiliza la misma cuanta para el resto de elementos, el mismo que funciona a su vez como acero de armado y temperatura.

Diseo a

corte

El cortante unitario actuante es menor al resistente, por lo que la seccin se acepta.

Chequeo de resistencia ante esfuerzos axiales: - A COMPRESION: AS x FY + AC x F'C =

Ningn esfuerzo axial sobrepasa la capacidad de los

elementos. - A TRACCION:: AS x FY + AC x F'C =

NOTA: la separacin de 20 cm entre varillas se encuentra dentro de las normas de hormign armado.

100 cm

25 cm

745246,6 kg

170261,9755 kg

745,2466 Ton

170,2619755 Ton

13750,44705 kg 8,868596281 kg/cm2

V. unitario

8,088498265 kg/cm2

1 var. De 14 mm cada 15 cm

1 var. De 14 mm cada 15 cm

0,00625 12,499528 cm2 0,00360 7,205232 cm2 10,773 cm892854,2825 kg-cm 527400,2562 kg-cm

100 cm 25 cm 5,00 cm 20,00 cm 280 kg/cm2 4200 kg/cm2 0,80

V. diseo V resistente

ro calculo As ro calculo As As finalM. Diseo M. Positivo

b h r ro maximo

0,01333

ro mnimo

0,00180

d f'c fy B1

6-) Detalles de cambio de suelo:

7-) Chequeo de esfuerzo en el suelo:

La peor condicin considerada fue que en un metro de ancho el suelo reacciona con 8,19 T/m2 en cada metro de ancho.

Ahora consideramos la alcantarilla llena de agua con las mismas cargas externas:

peso del agua = ( L.Total x 3 x 1 ) m3 x 1 T/m3 = 33,60 T

esfuerzo adicional = Peso del Agua / (L.EXTERIOR x 1 ) m2 = 3 T / m2

Esfuerzo total maximo en el suelo: 11,19 T / m2 que equivalen a : 1,12 Kg/cm2un poco mayor que el admisible de 1 kg/cm2

pero se acepta, ya que el peso del 50% de la carga viva en realidad se

distribuye en un ancho mayor de 1 metro; adems el esfuerzo admisible

esta disminiudo por un factor de seguridad de 3.