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