MEMORIA DE CALCULO ESTANQUES. CODIGO DE DISEÑO API 650-1998 ADDENDUM 3

1. DATOS DE DISEÑO

D (mm) 14000 Diametro interiordel estanque

H (mm) 20000 Altura del estanque

HL (mm) 20000 Altura del liquido

CAm (mm) 0

CAf (mm) 0

CAt (mm) 0

ST (kg/m2) 122 Sobrecarga de techo (API 3.10.2.1)

W techo (kg) 3931 Peso de estructura y plataformas de techo

W Lining (Kg) 17260 Peso del lining.

q 10 Angulo de Techo Conico Autosoportante

Temp Diseño 100

Fy 2530

Fr 4080

G 1

N

4

2.0

1.2

160

2. CALCULO DE ESPESORES DEL MANTO

D (m) H (m) CA (mm) Fy (MPa) Fr (MPa

14.00 20.00 0.000 248 400

5 (mm)

N° manto h plancha Hi td (mm) tt (mm) t (mm)

1 2420 20000 9.030 7.886 9.030 10

2 2420 17580 7.921 6.918 7.921 8

3 2420 15160 6.811 5.949 6.811 8

4 2420 12740 5.702 4.980 5.702 6

5 2420 10320 4.593 4.011 5.000 6

6 2420 7900 3.484 3.042 5.000 6

7 2420 5480 2.374 2.074 5.000 6

8 2420 3060 1.265 1.105 5.000 6

9 640 640 0.156 0.136 5.000 6

CONSIDERAR ANALISIS SISMICO (S/N)

0.905

espesor a usar (mm)

St = 171

Sd = 150

DATOS PARA VERIFICACION SISMICA

DATOS PARA VERIFICACION DE CARGA DE VIENTO

DATOS GEOMETRICOS

Corrosion admisible de manto

PROPIEDADES DEL ACERO

Corrosion admisible de fondo

Corrosion admisible de techo

Temeperatura de Diseño (ºC)

Fluencia del acero

Rotura del acero

PROPIEDADES DEL LIQUIDO

Tension admisible del acero del manto

para la condicion de prueba hidrostatica

td =Espesor minimo requerido por condicion

de diseño

Tension admisible del acero del manto

para la condicion de diseño

Velocidad de viento (km/h) (API 3.11.1)

t min =Espesor minimo según punto 3.6.1.1 API

650

tt =Espesor minimo requerido por prueba

hidrostatica

Zona sísmica UBC (1, 2A, 2B, 3, 4)

Coeficiente del terreno, S (según tabla E3)

Factor de importancia I

CA

Sd

G3.0HD9.4td i ú

û

ùêë

é

úû

ùêë

é

St

)3.0HD9.4tt i

[ ]FrFyMinimoSd 5/2,3/2

[ ]FrFyMinimoSt 7/3,4/3

3. CALCULO DE ESPESOR PLANCHA DE TECHO

13 (mm)

t requerido (mm) = 18

DD (kg/m2) = 141.30

DD+LL (lb/ft2) = 263.30

t requerido considerando factor de correción = 19.49

t a usar (mm) = 6

4. CALCULO DE ESPESOR PLANCHA DE FONDO

tf requerido (mm) = 6.0000

tf a usar (mm) = 6

ESPESOR PLANCHA ANILLO ANULAR, t b

presión hidrostática

(MPA)

Espesor nominal primer manto (in) = 10

Según tabla 3-1 API 650:

Espesor nominal

primer manto (mm)

≤ 190 ≤ 210 ≤ 230 ≤250

t ≤ 19 6 6 7 9

19 < t ≤ 25 6 7 10 11

25 < t ≤ 32 6 9 12 14

32 < t ≤ 38 8 11 14 171

38 < t ≤ 45 9 13 16 19

Espesor mínimo anillo anular (in) = 6

Espesor mínimo anillo por filete de soldadura según punto 3.1.5.7.

Por rerquerimientos de soldadura, el filete de soldadura mínimo entre el último manto y el

anillo anular estará de acuerdo a la siguiente tabla:

Espesor nominal Filete mínimo

primer manto (mm) (mm)

t ≤ 5 5

5 < t ≤ 20 6

20 < t ≤ 32 8

Espesor máximo excluido corrosión

f =

tm1 =Espesor minimo del techo cónico excluido

corrosión16.7964

16.7964

1.08

tf minimo 6.0000Espesor minimo del fondo incluido

corrosión

Factor de corrección

espesor del techo

tmax =

tm2 =Espesor minimo del techo cónico incluido

corrosión

135.142

presión test hidrostático primer manto (Mpa)

)mm(5

)(sen8.4

D1tm ú

û

ùêë

é

q

tCA1tm2tm

fCA)mm(6tf

1 f sino

224.5

DDLL f )(kg/m 224.5 LLDD Si 2 úû

ùêë

é

t /)3.0H(D9.4

32 < t ≤ 45 10

El espesor del anillo anular debe ser mayor o igual que el filete de soldadura.

Espesor mínimo anillo anular (in) = 6

Espesor requerido anillo anular, considerando espesor de corrosión (mm) = 6.00

Espesor a usar anillo anular (mm) = 6

Ancho mínimo anillo anular según punto 3.5.2.

ancho

mínimo

(mm)

5. VERIFICACION SISMICA (APENDICE E / API 650 -1998) NO SE ANALIZARA

Factor de zona sísmica, Z. Según tabla E2. Z = 0

ZONA SISMICA

1

2A

2B

3

4

C1 : coeficiente de carga sísmica lateral C1 = 0.79

C2 : coeficiente de carga sísmica lateral C2 = 0.15

3.917 5.243

D en pies

1.000 0.578

Ws : Peso total del manto del estanque

48140.50

Wr : Peso total del techo cónico

14.062 14.131

1.240 1.246

11395.25

Wt : Peso total del contenido

3078761

Peso efectivo W1 y centroide sísmico X1

0.606

0.15

0.2

600

0.3

0.4

FACTOR ZONA SISMICA

0.075

[ ] 22211tr1SS1s XWC1XWCHWCXWCIZN M

2

375.32)(5.4

75.02)(5.4

T

SCsTSi

T

SCsTSi

DKT )H/D(

67.3x

xtanh

578.0

K

tiDtihiakgWs

05.0tu2DDD ÷÷

ø

ö

çç

è

æ÷÷ø

öççè

æ

)sen(

2

q

tmDDDE

úû

ùêë

é )(

2qtan

DDHI

úû

ùêë

éq )tan(

2

DEHE

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷

ø

ö

çç

è

æ s12

HIDD

12

HEDEkgWr

22

2Lct DH25.0kgW

H

D866.0y

H/D093999.05.0H1X;H/D218.01Wt1W333.1H/DSi

H375.01X;y

ytanhWt1W333.1H/DSi

)(mm 600

GH

t 2150.5b

W1 = 2608942

X1 = 8.684

Peso efectivo W2 y centroide sísmico X2

W2 = 495653

X2 = 16.23

XS : centro de gravedad del manto medido desde el fondo

Xs = 9.03

Momento basal sísmico : M (N-m) = 0.0

ESTANQUE NO ANCLADO

Porción de peso resistente al volcamiento WL

41829

Peso del manto y techo del estanque a lo largo de su circunsferencia

17111.39

0.000

b (N/m) :Máxima compresión longitudinal en el manto de fondo = 17111.4

Estanque anclado.

17111.4

Tensión máxima de compresión longitudinal

1.71

t: espesor del primer manto excluido espesor de corrosión.

Tensión admisible a compresión (Fa) (Mpa)

G*H*D2 / t

2 = 39.2

H/D093999.05.0H1X;H/D218.01Wt1W333.1H/DSi

H375.01X;y

ytanhWt1W333.1H/DSi

))H/D(23.0(Wt2W

÷÷ø

öççè

æ

)3(

)12(12

XHX

[ ] DHG196,HGFtb99MenorW bymN

L

)D(

)WW(m/NW sr

T

L

LT2

LT

LT2

LTLT2

LTLT2

TLT

2

W

)WW(D

M637.01

)WW(490.1b

)WW(D

M637.01

490.1

)WW(

)WLb(57.1

)WW(D[

M5.1SiCasoIII

98/650API,5EgraficoVer)WW(

WLb50.1

)WW(D[

M785.0SiIICaso

)D(

M273.1Wb785.0

)WW(D[

MSiICaso 2

úúû

ù

êêë

é

úúû

ù

êêë

é

úúû

ù

êêë

é

)WW(D[

M

LT2

úúû

ù

êêë

é

)D(

M273.1Wb 2T

aPM ÷ø

öçè

æ

t

b

y

t

t

F 0.5

2

2

a

a)DHG(

a)DHG(

F

HG5.7D5.2

t83F44Si

D

t83F44Si

2

2

Fa = 57.3 23.9

ESTANQUE RESISTE COMPRESIÓN

Resistencia mínima del sistema de anclaje

-17111.4

Corte Basal (kg) = 0.0

6. CARGA DE VIENTO EN EL ESTANQUE.

factor de corrección de presiones:

1

presión de viento sobre superficies proyectadas de áreas cilíndricas (kPa) : pv1 = 0.86

presión de viento sobre superficies proyectadas de áreas cónicas (kPa) : pv2 = 0.72

Mv1: momento debido a carga de viento sobre la superficie cilíndrica.

Mv2: momento debido a carga de viento sobre la superficie cónica

2409198

CORTE POR VIENTO 247140.6655

126976

Momento volcante sobre el estanque : Mv = 2536174

W (N) : peso resistente al volcamiento excluyendo espesor de corrosión. Incluye cargas muertas soportadas

por el manto por el manto, menos crgas de levante como las debidas a presiones internas.

W = peso del manto + peso del techo + baranda superior - espesor de corrosión 589915.68

2752940

ESTANQUE NO REQUIERE ANCLAJE POR EFECTO DEL VIENTO

7. DETERMINACION DE ATIESADORES EN EL MANTO

Angulo de coronamiento superior (3.1.5.9) y 3.10.5.2.

Diámetro del estanque (m) Angulo mínimo

D ≤ 11 51 x 51 x 4.8

11 < D ≤ 18 51 x 51 x 6.4

18 < D 76 x 76 x 9.5

Suponiendo la unión especificada en la figura F2 detalle b API, se tiene:

A : area colaborante del conjunto techo-manto

2612.78

Rc : radio interior del estanque en mm. 7000

R2 = Rc / sin q 40311.4

ts : espesor manto excluyendo corrosión 6.0

th : espesor techo excluyendo corrosión 6.0

wc : máximo ancho colaborante del manto 123.0

wh : máximo ancho colaborante del techo 147.5

[ ]mNb w-

D

M1.273 t2t

2

÷ø

öçè

æ

061

Vf

[ ]211

HpHtDmNM viiv

qq tagDHpD

mNM vv 6

tan4

2

2

2

÷ø

öçè

æ

2

WD

3

2 M si anclaje requiere Estanque v

÷ø

öçè

æ

2

DW

3

2

[ ]q

sin432.0

DmmA

22

5.0sc )tR(6.0

mm 300 ; 5.0h2 )tR(3.0min

schh tWtWA

Area mínima ángulo de coronamiento (cm2) 9.90

Verificación de atiesadores en el manto (3.1.7)

W : ancho del manto analizado

t unif : espesor último anillo 6

t act : espesor anillo analizado

Altura máxima de manto sin rigidizador :

15.94

Ancho equivalente de cada manto

Altura total manto equivalente:

15.77

NO SE REQUIEREN ATIESADORES EN EL MANTO

8. PERNOS DE ANCLAJE

Espacio máximo entre pernos :

N° mínimo de pernos = 26

N° de pernos a usar = 26

Carga máxima por perno

d: diámetro circunsferencia de pernos (m) = 14.038

P (N) = 5105.5

Carga Total (kg) = 13545

Di estanque(mm) = 14000

e anillo inferior (cm) 1

Material perno de anclaje: A 42- 23

Tensión de fluencia (kg/cm2) = 2300

Tensión admisible (kg/cm2) = 1840

Area req cm2 = 0.28

D minimo de pernos (in) = 1/2

D perno a usar (in) = 1

SILLA DE ANCLAJE

ANILLO CONTINUO [ 1 ] ó AISLADA [ 2 ] 2

Dimensiones silla de anclaje

b (cm) = 20

l (cm) = 18 Notas:

H (cm) = 25 - se recomienda que a = l / 2

Fy (kg/cm2) = 2530 m: distancia entre centerline de agujero de perno cuando se

3D

tf

1t t47.9)()m(H

3

t

ttr

act

unifW)m(W ÷øöç

èæ

trtr W)m(H

m 3.0 pernos entre espacio D Si

m 1.8 pernos entre espacio D Si

15

15

N

W

N

dWD

M273.1

max

Ts

2

÷

÷ø

öççè

æ

Nd

M4 ; v

schh tWtWA

a (cm) = 9 tiene anillo continuo o 2*A cuando se tiene silla aislada.

Verificación espesor manto

h (in) = 10.16 r (in) = 276.34

m (cm) 45.00 Fy (psi) = 35985.05619

m (in) = 17.72 P (lb) = 1148.23

a (in) = 3.54

l (in) = 7.09

0.118 t sk(cm) = 0.300

esp min refuerzo (cm) = -0.700

esp a usar (mm) = 0

Plancha superior y atiesador. Silla aislada.

A (cm) = 22.5

db (cm)= 2.70 diámetro del agujero consultar

e (cm) = 7.65

Altura mínima requerida de silla de anclaje:

1.561 H min (cm) = 3.96 ALTURA SILLA CUMPLE CON DIMENSION MINIMA

Espesor mínimo de plancha superior (mm)

5.0 (mm) 6.06731403

tc a usar (mm) = 10

Espesor de gusset.

egmin (cm) = 0.95

eg (mm) = 10

Plancha superior y atiesador. Anillo continuo.

b/l 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 infinito

g1 0.565 0.35 0.211 0.125 0.073 0.012 0

g2 0.135 0.115 0.085 0.057 0.037 0.023 0

b/l = 1.111

1 = 0.446

2 = 0.124

g (cm) = 2.064

Caso 1: si a = l/2 y b/l>1:

115.38 revisar signo de u

Caso 2: si a = l/2 y b/l>1:

72.73

5

2b

2skb

4sk

minttAF

RtaP9.0h

bb

c d22.0b375.0eF

Pt

31

32

RmhF

Pa76.1t

bsk ú

û

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é

úúû

ù

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é÷÷

ø

öççè

æ

1o 1

g

l2log1

4

PM

úú

û

ù

êê

ë

é

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

4

P1

g

sinl2log1

4

PM 1l

a

o

Caso 3: si b/l<1, invertir b/l:

109.96

Mo(kg-cm/cm)= 115.38

esmin (cm) = 0.60

es (mm) = 10.0

úú

û

ù

êê

ë

é

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

4

P1

g

sinl2log1

4

PM 1l

a

o

úû

ùêë

é

úú

û

ù

êê

ë

é

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

4

P11

g

sinl2log1

4

PM 2

la

o

ESTANQUE FILTRATE STORAGE TANK 122T203

MATERIAL: ACERO A 36

ALTURA ESTANQUE (mm)= 20000

DIAMETRO INTERIOR (mm)= 14000

MANTO

ESPESOR MANTO (mm) ALTURA PLANCHA (mm)

10 2420

8 2420

8 2420

6 2420

6 2420

6 2420

6 2420

6 2420

6 640

PESO DEL MANTO (kg)= 48140

FONDO

ESPESOR DEL ANILLO ANULAR(mm)= 6

ANCHO ANILLO ANULAR (mm) = 600

ESPESOR DEL FONDO (mm)= 6

ANGULO DE FONDO (°) = 0

PESO DEL FONDO (kg)= 7354

TECHO

ANGULO DE TECHO= 10

ESPESOR DE TECHO (mm)= 6

PESO DEL TECHO (kg)= 7464

ANG. DE CORONAMIENTO= L 100x100x6 Peso (kg/m)= 8.94

PESO ANG. DE CORONAMIENTO (kg) = 393

PESO ESTRUCTURA DE TECHO (Kg)= 3931

SISTEMA DE ANCLAJE

N° DE PERNOS DE ANCLAJE = 26 Diámetro : 1

PESO SILLA (Kg) = 165.3 PL (mm) : 10

PESO GUSSET (Kg) = 117.4 PL (mm) : 10

PESO REFUERZO MANTO (Kg) = 0.00 PL (mm) : 0

BOQUILLAS TIPICAS

TIPO WELDING-NECK 150#

Diámetro peso cantidad

(in) (kg) boquillas

1 1/2 3.9 0

2 6.3 0

3 11 1

4 14 0

6 24.1 0

8 37.5 1

10 49.8 1

12 68.2 0

14 82.5 0

16 100.9 1

18 111.1 0

20 131.8 3

PESO TOTAL BOQUILLAS (kg) = 594.6

MANHOLE

CANTIDAD = 2

PESO MANHOLE (kg) = 286.2

PESO TOTAL MANHOLE (kg) = 572.4

PESO TOTAL (kg) = 68733.1