Hoja1

Espesor pared

Datos de proyecto

DDiametro del tanque en pies48.77HAltura del tanque en pies24.00GDensidad relativa del fluido almacenado1.00SdEsfuerzo admisible para la condicion de diseo (Psi)23200.00CAEspesor de corrosion en in0.06qAngulo de inclinacion del techo respecto a la horizontal en grados20.00CapCapacidad requerida del tanque en m31200.00Dimensiones estndar para placaLpLargo de placa en pies20.00ApAncho de lamina en pies6.00AreaP.E.Area de placa estndar en m211.15P.E.Peso especifico del material utilizado en kg/cm27850.00Calculos de dimensiones del tanqueNo. P.Numero de placas propuesto8Per.Perimetro por anillo en m48.77DDiemetro del tanque en m15.52No. AnilloH al pie (fts)AtanqueArea del tanque en m2189.26123.00HtanqueAltura del tanque en m6.34217.00No. anillosNumero de anillos4311.00A anilloArea por anillo en m244.5945.00No. P. T.Numero de placas total325-1.00HliqAltura del liquido para el volumen requerido m36.346-7.00Calculos de dimensiones del tanque finales7-13.00HfinalAltura final del tanque en m7.328-19.00DfinalDiametro final del tanque en m15.529-25.00A finalArea final del tanque en m2189.2610-31.00VfinalVoluman final del tanque en m31384.48calculos de espesores de paredT1Espesor mnimo de lmina en Anillo 1, mm4.78T1 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 1, mm (valor comercial superior)6.35T2Espesor mnimo de lmina en Anillo 2, mm3.95T2 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 2, mm (valor comercial superior)4.76T3Espesor mnimo de lmina en Anillo 3, mm3.11T3 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 3, mm (valor comercial superior)4.76T4Espesor mnimo de lmina en Anillo 4, mm2.28T4 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 4, mm (valor comercial superior)4.76T5Espesor mnimo de lmina en Anillo 5, mmN/AT5 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 5, mm (valor comercial superior)T6Espesor mnimo de lmina en Anillo 6, mmN/AT6 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 6, mm (valor comercial superior)T7Espesor mnimo de lmina en Anillo 7, mmN/AT7 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 7, mm (valor comercial superior)T8Espesor mnimo de lmina en Anillo 8, mmN/AT8 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 8, mm (valor comercial superior)T9Espesor mnimo de lmina en Anillo 9, mmN/AT9 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 9, mm (valor comercial superior)T10Espesor mnimo de lmina en Anillo 10, mmN/AT10 com.Espesor mnimo de lmina en Anillo 10, mm (valor comercial superior)Sum TSumatoria de espesores, mm20.63TpromEspesor promedio, mm5.1575VtotalVolumen total de pared del tanque en m31.8399PtotalPeso total de la pared del tanque en kg14443.42

Espesor techo conico

gHipotenusa del cono en m8.26AtechoArea del techo conico en m2201.41TtechoEspesor del techo en mm9.46Ttecho com.Espesor del techo en mm (valor comercial superior)9.52VtechoVolumen de la placa del techo m31.9174PtechoPeso total del techo kg15051.54

Espesor piso del tanque

TpisoEspesor mnimo de lmina de Techo requerido en pulgadas0.31TpisoEspesor mnimo de lmina de piso requerido en mm7.94Tpiso comEspesor mnimo de lmina de piso requerido en mm (valor comercial superior)9.52VpisoVolumen de la placa del piso m31.80PpisoPeso total del piso kg14143.82

Volumen de agua almacenada

Volumen=Volumen total de liquido almacenado en m31384.48Volumen total de liquido almacenado en ft348892.40Volumen total de liquido almacenado en galones365740.536297145Volumen total de liquido almacenado en barriles (U.S. liquid)11610.79Ptotal t. v.Peso total del tanque vacio en kg43638.77Ptotal t. ll.Peso total del tanque lleno de liquido en kg1428117.32

Hoja2PROYECTO:NOMBRE DEL PROYECTOELABORADO:XXCLIENTE:NOMBRE DEL CLIENTETANQUE :REVISADO:XXFUNDACION ANULARESPECIALIDAD:ESTRUCTURAST-XXXXXXFECHA:XX/XX/XXPARA TANQUESCALCULOS ESTRUCTURALESPAGINA:

DISEO DE FUNDACION ANULAR PARA TANQUE CILINDRICO METALICO (Ref.: PDVSA JA-221; FJ-251; API 650. ANILLO SECCION RECTANGULAR)

1. DATOS PARA EL DISEO

DIAMETRO DEL TANQUE:d =15.52m ALTURA DEL TANQUE:H =7.32m PESO ESPECIFICO DEL LIQUIDO:gL =1,000kg/m NIVEL MAXIMO DEL LIQUIDO:HL =6.34m PESO PARED DEL TANQUE: Ws =14,443kg ALTURA CENTRO DE GRAVEDAD (CUERPO):Xs =3.66m PESO DEL TECHO DEL TANQUE: Wr =15,052kg ESPESOR PROMEDIO PAREDES DEL TANQUE:tm =5.16mm ESPESOR PLANCHA BASE DEL TANQUE:tb =9.52mm PESO UNITARIO DEL SUELO:gs =1,966kg/m ANGULO DE FRICCION INTERNA DEL SUELO:f =37 CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO:Rs =2.11kg/cm MODULO DE BALASTO DEL SUELO:Kb =2.00kg/cm RESISTENCIA A COMPRESION CONCRETO:f'c =250kg/cm PESO UNITARIO DEL CONCRETO:gc =2,500kg/m RESISTENCIA A FLUENCIA ACERO REFUERZO:Fy =4,200kg/cm

7.326.34

15.52

2. CALCULO DE PESOS y ALTURAS EFECTIVOS (Ref. Seccin 5, PDVSA FJ-251 Feb 99)

Pesos efectivos

Peso total del lquido:

W = p d 2 H L g L / 4 =1,200,000kg

d / H L =2.45

W1 / W = tanh (0,866 (d / H L)) = 0.458 0,866 (d / H L)

W2 / W = 0,23 (d / H L) tanh (3,67 / (d / H L)) = 0.510

W1 =549,908kgW2 =611,513kg

Alturas efectivas

X1 / H L = 0,5 - 0,094*(d / H L) = 0.375

X2 / H L =1 -cosh (3,67 / (d / H L)) - 1 =0.576(3,67 / (d / H L)) senh (3,67 / (d / H L))

X1 =2.38mX2 =3.66m

3. CALCULO DE FUERZAS SISMICAS (Ref. PDVSA JA-221 y FJ-251 Feb 99)

Parmetros que definen la zona ssmica

Ubicacin de la estructura:Leona, Edo. Anzoategui

a* =45cm/s2Figura 6.1 PDVSA JA-221g =3.5Figura 6.2 PDVSA JA-221

Caractersticas del contenido y riesgos asociados

El contenido del tanque es:no inflamable

Grado de Riesgo =DTabla 4.1 PDVSA JA-221

Probabilidad de excedencia anual del movimiento ssmico de diseo

p1 =0.1Tabla 4.1 PDVSA JA-221

Aceleracin horizontal mxima del terreno

a = a* ( -ln (1 - p1) ) -1/gEcuacin 6.1 PDVSA JA-221a =85.59cm/s2Ao = a / gEcuacin 6.3 PDVSA JA-221g =981cm/s2

Ao =0.057Mecanica de suelos

Valores que definen el espectro de respuesta

Perfil de suelo =S3Tabla 5.1 PDVSA JA-221j = 1.0idemb = 2.8Tabla 6.1 PDVSA JA-221To = 0.3sidemT* =1.2sidem

Condicin inicial de anclaje asumida para el tanque

Condicin de anclaje =anclado
OTEPI: opciones:anclado, no anclado

Nota: En el caso de " no anclado " esta condicin deber ser verificada en el clculo de la estabilidad

Coeficiente de amortiguamiento equivalente

a) Efecto impulsivo horizontal

z =0.05Tabla 3.1 PDVSA FJ-251 b* = b / 2.3 (0.0853-0.739 ln z)Ecuacin 6.4 PDVSA JA-221b* =2.799

b) Efecto convectivo

z = 0.005Tabla 3.1 PDVSA FJ-251b* =4.870

Perodos de vibracin

a) Modo impulsivo horizontal

T1 = 1,762 (H L / K h) (g L / g*Es) 1/2Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251

tm / 1000 (0,5d) =0.00066H L / 0,5d =0.82K h =0.075Figura 6.1 PDVSA FJ-251E s =2,1*E06kg/cm2T1 =0.104s

b) Efecto convectivo

T2 = 20 p (d / 2g) 1/2Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251(1,84 tanh (1,84 H L / 0,5*d)) 1/2

T2 =4.329s

Ordenadas de los espectros de diseo para la componente horizontal

Ad = ( j Ao (1+(T / T+) (b* - 1)) / (1 + (T / T+)c (D - 1))para T < T+Ad = j Ao b* / Dpara T+ T T*Ad = j Ao b* (T* / T) 0,8 / Dpara T* T 3Ad = ( j Ao b* / D) (T* / 3) 0,8 (3 / T) 2,1para T > 3c = ( D / b* ) 1/4

Factor de ductilidadZONA DE CALCULO

D =1Seccin 3 PDVSA FJ-251T+T*T+ = 0.1*( D - 1 ) =0Tabla 7.1 PDVSA JA-2210.31.2

como debe cumplirse T T+ T* entoncesCALCULO DE AdMODOPERIODO T (s)CONDICION ACTUALVALOR AdT+ = To = 0.30sCONVECTIVO4.329T > 30.06174IMPULSIVO0.104T < T+0.09247 a) Ordenada del espectro para el modo impulsivo horizontalORDENADAS Ad (seccion 7, PDVSA JA-221)Ad (convectivo)Ad (impulsivo)T1 =0.104sAd = ( j Ao (1 + (T / T+) (b* - 1)) / (1 + (T / T+)c (D - 1))T < T+3.2410.092Ad1 =0.092T < T+Ad = j Ao b* / DT+ T T*0.2780.160Ad = j Ao b* (T* / T) 0,8 / DT* T 30.0991.131 b) Ordenada del espectro para el modo convectivo horizontalAd = ( j Ao b* / D) (T* / 3) 0,8 (3 / T) 2,1T > 30.06289.664c = ( D / b* ) 1/40.6730.773T2 =4.329sAd2 =0.062T > 3

Altura mxima de oscilacin del lquido

h =0,48*d*Ad2 =0.46mh < h (camara aire) OKh (camara aire) =7.3152 - 6.34046660419386 =0.97m

Fuerza cortante en la base del tanque

a) Modo impulsivo:

V1 = Ad1 ( W1 + Ws + Wr )V1 =53,579kg

b) Modo convectivo:

V2 = Ad2 * W2V2 =37,755kg

c) Cortante Basal mximo probable:

V = ( V1 2 + V2 2 ) 1/2V =65,545kg( cortante ltimo )

d) Cortante Basal reducida en la base:

Vr = 0,8 V =52,436kg( cortante de servicio )

Momento de volcamiento en la base del tanque

a) Modo impulsivo:

M1 = Ad1 ( W1*X1 + Ws*Xs + Wr*Xr )M1 =135,975kg*m

b) Modo convectivo:

M2 = Ad2 * W2*X2M2 =138,001kg*m

c) Momento de volcamiento mximo probable:

M = ( M1 2 + M2 2 ) 1/2M =193,736kg*m( momento ltimo )

d) Momento de volcamiento reducido en la base:

Mr = 0,8 M =154,988kg*m( momento de servicio )

4. CALCULO DE FUERZAS DE VIENTO(Ref. UBC - 1994)

VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO :V =160
OTEPI: VER TABLA ABAJOkm/hr PRESION STANDARD A 10 m DE ALTURA : qs =125
OTEPI: VER TABLA ABAJOMIN. 30 KG/M2kg/m2 TIPO DE EXPOSICION :C COEFICIENTE DE PRESION : Cq =0.80
OTEPI: = 0,80 PARA TANQUES CIRCULARES O ELIPTICOS Tabla 16-H COEFICIENTE COMBINADO :Ce =1.19
OTEPI: VER TABLA ABAJO

FACTOR DE IMPORTANCIA :Iw =1.15
OTEPI: = 1.00 (ESTRUCTURAS MISCELANEAS, STANDARD O ESPECIALES)= 1.15 (ESTRUC.PELIGROSAS O ESENCIALES)

Fuerza horizontal resultante en la pared del tanque :

Fvh = Ce * Cq * Iw * qs * A LA L = d * H =113.56m2Fvh =15,540kg

Momento de volcamiento : M v = Fvh * H/2M v =56,840kg*m

TABLA 16 - FPRESION STANDARD DE VIENTO A 10 m DE ALTURA ( qs )VELOCIDAD DE VIENTO mph ( km/hr )70 (113)80 (129)90 (145)100 (160)110 (177)PRESION qs ( kg/m2 )61.580.00101.6125.0151.4

TABLA 16 - GCOEFICIENTE COMBINADO DE ALTURA, EXPOSICION Y RAFAGA (Ce)ALTURA SOBRE EXPOSICIONEXPOSICIONEXPOSICIONEL SUELO (m)BCD0.0 - 4.50.621.061.394.5 - 6.00.671.131.456.0 - 7.50.721.191.507.5 - 9.00.761.231.549.0 - 12.20.841.311.6212.2 - 18.30.951.431.7318.3 - 24.41.041.531.8124.4 - 30.51.131.611.8830.5 - 36.61.201.671.9336.6 - 48.81.311.792.02

5. VERIFICACION DE LA ESTABILIDAD DEL TANQUE(Ref. PDVSA FJ-251 Feb 99)

Lmite elstico de la plancha base:Fby =2,533kg/cm2

Peso mximo del contenido que resiste el volcamiento

WL = 3,16 tb (Fby * G * HL) 1/2 =3,812kg/mWL max = 20*G*HL*d =1,969kg/mWL =1,969kg/m

Peso de tanque vaco por unidad de circunferencia ( solo pared y techo )

Wt = ( Ws + Wr ) / p d =605kg/m

Factor de estabilidad

SF = Mr / d2 ( Wt + WL )SF sismo =0.25 < 0,785(tanque lleno => WL 0)SF viento =0.39 < 0,785(tanque vaco => WL = 0)TANQUE INESTABLE. COLOCAR ANCLAJESEL TANQUE ES ESTABLEEL TANQUE ES ESTABLE Requerimiento de anclajes

C = 2*M / d*WGua PDVSA 0603.1.203M =154,988kg*mGOBIERNA SISMOd =15.52mW = Ws + Wr =29,495kgC =0.68 > 0,66 SE REQUIEREN ANCLAJES

6. DISEO DE PERNOS DE ANCLAJE
OTEPI: SI EL TANQUE NO REQUIERE ANCLAJE APARECER EL MENSAJE "NO APLICA"

SEPARACION MAXIMA DE ANCLAJES :s max =3.00m NUMERO MINIMO DE ANCLAJES :Np min = p d / s max =17 NUMERO DE ANCLAJES COLOCADOS :Np =14COLOCAR MIN. 17 PERNOS DIAMETRO PERNOS DE ANCLAJE (min. 1") : dp =25.40
OTEPI: Segn PDVSA FJ-251 par.9.5.2 : diametro minimo 1"mm DIAMETRO CIRCULO DE PERNOS :dcp =15.72m CALIDAD DE PERNOS :A -307

Traccin en pernos de anclaje

Segn...Seccin 9.5 PDVSA FJ-251 :

T uniforme = ( 1,273*Mr / d 2 ) - WtT sismo =214kg/mT viento =-305kg/m

Separacin entre pernos de anclaje :

s p = p dcp / Np =3.53m

Traccin mxima en cada perno :

T max = max T unif * s p =755kg

SegnGua PDVSA 0603.1.203 :

T max = ( 4*M / Np *dcp ) - W / Np T sismo =710kg T viento =-1,074kg

T max =755kg

Verificacin de esfuerzos mximos en pernos de anclaje
OTEPI: SI EL TANQUE NO REQUIERE ANCLAJE APARECER EL MENSAJE "NO APLICA"

Esfuerzo de traccin :

Ap (nominal) =5.07cm2Aef (efectiva) = 0,75 Ap =3.80cm2ft act = T max / A ef =199kg/cm2Ft adm =1.33*1400 =1,862kg/cm2 OK

COLOCAR : 14 PERNOS 25.4 mm DIA. c / 3,528 mm

7. DISEO DE LA FUNDACION ANULAR

Dimensiones y propiedades geomtricas del anilloLA FUNDACION . . . ALTURA DEL ANILLO (min 0.60 m) : h o =0.80
OTEPI: EL SEMAFORO LE INDICAR EL ESTADO DE SU DISEOm ALTURA DEL ANILLO SOBRE TERRENO : h t =0.20mEST OK ! ANCHO MINIMO PRELIMINAR DEL ANILLO :RESUMEN DE CHEQUEOSb min = 2 Wt / (gL * HL + 2 ho (gs - gc)) =0.22m PARAMETROCP+FCP+F+SCP+V ANCHO SELECCIONADO ANILLO (min 0.30) :b =0.40
OTEPI: SI SE REQUIERE UN ANCHO MUY GRANDE DEBIDO A LOS ESFUERZOS EN EL SUELO (EJ: > 0.80 - 1.00 m) SE DEBER CAMBIAR EL DISEO A "ANILLO SECCION T INVERTIDA"m s max (kg/cm2)0.670.870.44 DIAMETRO EXTERNO DEL ANILLO :De =15.92ms min (kg/cm2)N/A0.460.26 DIAMETRO INTERNO DEL ANILLO :Di =15.12mFS volcN/AN/AN/A AREA DE LA BASE DEL ANILLO :A =19.51m2FS deslN/AN/AN/A INERCIA BASE DEL ANILLO :I =587.98m4Diseo estr.OK MODULO DE SECCION :S =73.85m3 INERCIA SECCION TRANSV. DEL ANILLO :It =1,706,667cm4 COEFICIENTE DE RIGIDEZ :L = 0,5 p d ( Kb / (4 Ec * I)) 1/2 =0.00270L < 0.785 => LA FUNDACION ES RIGIDAL < 0.785 => LA FUNDACION ES RIGIDAL > 0.785 => LA FUNDACION ES ELASTICA

Verificacin de esfuerzos en el suelo

Cargas verticales (por unidad de longitud de circunferencia)

PESO DE PAREDES Y TECHO TANQUE :Wt 1 =605kg/m PESO DEL LIQUIDO SOBRE EL ANILLO :Wt 2 =1,268kg/m PESO DEL ANILLO DE CONCRETO :Wt 3 =800kg/m MAX. COMPRESION EN LA BASE POR SISMO :

= 1,273 M / d 2 cuando SF 0,785 tanques ancladosWt 4= (Wt + WL) * k - WL cuando 0.785 < SF 1.50= 1.49 (Wt + WL) / (1 - 0.637*SF) 1/2 - WL cuando 1.50 < SF 1.57

FACTOR DE ESTABILIDAD POR SISMO :SF S =0.25k =4.70
OTEPI: DAR EL VALOR SOLO SI 0,785 < SF < 1,50 DE LO CONTRARIO COLOCAR " NO APLICA ".ENTRAR EN LA FIG. 9.1 CON EL VALOR "SF" EN LAS ABSCISAS.Figura 9.1 PDVSA FJ-251Wt 4 =819kg/m

Caso : Operacin (tanque lleno) : CP + F

Clculo de esfuerzos en el suelo :

s s (adm) =2.11kg/cm2

s s = P / A = S Wi / A = p * d ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 ) / AP =130,352kg

s s =0.67kg/cm2 < 2.11 OKOK

Caso : Operacin + Sismo (tanque lleno) : CP + F + S

Clculo de esfuerzos en el suelo :

s s (adm) =1.33 * Rs =2.80kg/cm2

s s = P / A = S Wi / b = ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 + Wt 4 ) / bPmax =3,492kg/mPmin =1,854kg/m

s s max =0.87kg/cm2< 2.80 OKOKs s min =0.46kg/cm2 OKOK

Caso : Tanque vaco + Viento : CP + V

Clculo de esfuerzos en el suelo :

s s = P / A M / S

W fund = A * ho * g c =39,014kg P = Ws + Wr + W fund =68,509kg M = M v + F v * H fund =69,272kg*m

s s max =0.44kg/cm2< 2.80 OKOKs s min =0.26kg/cm2 OKOK Diseo del acero de refuerzo

Presin horizontal interna del anillo :K o = 1 - sen f =0.40F = 1/2 * Ko * g s * ho 2 + Ko * ho * g L * H L =2,270kg/m

Traccin actuante en el anillo :

Tf = 1/2 * F * d =17,621kg(servicio)Tu = 1,7 * Tf =29,956kg(ltima)

Acero principal requerido por traccin :

Ash = Tu / 0,9 Fy =7.92cmAshmin = 0,0025*ho*b =8.00cm

Ash colocado =12.67
OTEPI: INDIQUE LA CANTIDAD FINAL COLOCADA SEGUN DISEOcm

Acero vertical requerido en cada cara (estribos) :

Asv = ( 0,0015*b*100 ) / 2 =3.00cm/m

Traccin admisible en el concreto:f ct adm = 0,15 f'c =37.50kg/cmE c = 15100*( f'c ) 1/2 =238,752kg/cmn = E s / E c =9.00 Traccin actuante :

fct = ( 0,0003*Es*Ash + Tf ) / ( Ac + n As ) =7.73kg/cm OKOK

R ext = 7.96166826470555 mR int = 7.56166826470555 m D = 15.5233365294111 m

ht = 0.20 mho = 0.80 mb = 0.40 mLe = 310 mm4*DIA (perno) = 105 mm

h oh t0.30(min)VAR.0.05h tNORTEPLANTAX2X1W1W2masa flexible(efecto convectivo)masa solidaria(efecto impulsivo)bEJEPARED TANQUE Y ANILLO DE FUNDACIONANILLO DE FUNDACIONTANQUEEJEPARED TANQUE Y ANILLO DE FUNDACIONbh oTANQUE ANILLO DE FUNDACIONSECCION A - A0.15RELLENO COMPACTADO AL 95% DE PROCTORESTR. f _____ C / _____CONCRETO POBRE ____ f ____ x VAR. GROUTBISEL 2"x1" (HORxVERT)MATERIAL DE RELLENO PERMEABLE GRANULAR Y NO CORROSIVO BISEL 1"x1" (HORxVERT)R intR extAA COORDENADAS DEL CENTRO N : E :D RANURA 3/4" x 1"(PROFxANCHO)TIP. SON 4 EJE NOMINAL PARED DEL TANQUELe ( ) DIA. LONG.ASTM A-36 GALVANIZADO

Hoja3