diseo por PDVSA (REV. 1999)PROYECTO:NOMBRE DEL PROYECTOELABORADO:XXCLIENTE:NOMBRE DEL CLIENTETANQUE :REVISADO:XXFUNDACION ANULARESPECIALIDAD:ESTRUCTURAST-XXXXXXFECHA:XX/XX/XXPARA TANQUESCALCULOS ESTRUCTURALESPAGINA:DISEO DE FUNDACION ANULARPARA TANQUE CILINDRICO METALICO(Ref.: PDVSA JA-221; FJ-251; API 650. ANILLO SECCION RECTANGULAR)1. DATOS PARA EL DISEODIAMETRO DEL TANQUE:d =21.34mALTURA DEL TANQUE:H =9.60mPESO ESPECIFICO DEL LIQUIDO:gL =1,000kg/mNIVEL MAXIMO DEL LIQUIDO:HL =9.30mPESO PARED DEL TANQUE:Ws =40,317kgALTURA CENTRO DE GRAVEDAD (CUERPO):Xs =4.80mPESO DEL TECHO DEL TANQUE:Wr =22,405kgESPESOR PROMEDIO PAREDES DEL TANQUE:tm =8.00mmESPESOR PLANCHA BASE DEL TANQUE:tb =10.00mmPESO UNITARIO DEL SUELO:gs =1,800kg/mANGULO DE FRICCION INTERNA DEL SUELO:f =32CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO:Rs =1.50kg/cmMODULO DE BALASTO DEL SUELO:Kb =2.00kg/cmRESISTENCIA A COMPRESION CONCRETO:f'c =210kg/cmPESO UNITARIO DEL CONCRETO:gc =2,500kg/mRESISTENCIA A FLUENCIA ACERO REFUERZO:Fy =4,200kg/cm9.609.3021.342. CALCULO DE PESOS y ALTURAS EFECTIVOS(Ref. Seccin 5, PDVSA FJ-251 Feb 99)Pesos efectivosPeso total del lquido:W = p d 2 H L g L / 4 =3,326,302kgd / H L =2.29W1 / W =tanh (0,866 (d / H L)) =0.4850,866 (d / H L)W2 / W =0,23 (d / H L) tanh (3,67 / (d / H L)) =0.486W1 =1,612,157kgW2 =1,617,829kgAlturas efectivasX1 / H L =0,5 - 0,094*(d / H L) =0.375X2 / H L =1 -cosh (3,67 / (d / H L)) - 1 =0.585(3,67 / (d / H L)) senh (3,67 / (d / H L))X1 =3.49mX2 =5.44m3. CALCULO DE FUERZAS SISMICAS(Ref. PDVSA JA-221 y FJ-251 Feb 99)Parmetros que definen la zona ssmicaUbicacin de la estructura:Leona, Edo. Anzoateguia* =51cm/s2Figura 6.1 PDVSA JA-221g =4.5Figura 6.2 PDVSA JA-221Caractersticas del contenido y riesgos asociadosEl contenido del tanque es:no inflamableGrado de Riesgo =ATabla 4.1 PDVSA JA-221Probabilidad de excedencia anual del movimiento ssmico de diseop1 =0.002Tabla 4.1 PDVSA JA-221Aceleracin horizontal mxima del terrenoa =a* ( -ln (1 - p1) ) -1/gEcuacin 6.1 PDVSA JA-221a =202.88cm/s2Ao =a / gEcuacin 6.3 PDVSA JA-221g =981cm/s2Ao =0.207Valores que definen el espectro de respuestaPerfil de suelo =S3Tabla 5.1 PDVSA JA-221j =1.0idemb =2.8Tabla 6.1 PDVSA JA-221To =0.3sidemT* =1.2sidemCondicin inicial de anclaje asumida para el tanqueCondicin de anclaje =ancladoNota: En el caso de " no anclado " esta condicin deber ser verificada en el clculode la estabilidadCoeficiente de amortiguamiento equivalentea) Efecto impulsivo horizontalz =0.05Tabla 3.1 PDVSA FJ-251b* = b / 2.3 (0.0853-0.739 ln z)Ecuacin 6.4 PDVSA JA-221b* =2.799b) Efecto convectivoz =0.005Tabla 3.1 PDVSA FJ-251b* =4.870Perodos de vibracina) Modo impulsivo horizontalT1 = 1,762 (H L / K h) (g L / g*Es) 1/2Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251tm / 1000 (0,5d) =0.00075H L / 0,5d =0.87K h =0.075Figura 6.1 PDVSA FJ-251E s =2,1*E06kg/cm2T1 =0.152sb) Efecto convectivoT2 = 20 p (d / 2g) 1/2Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251(1,84 tanh (1,84 H L / 0,5*d)) 1/2T2 =5.030sOrdenadas de los espectros de diseo para la componente horizontalAd = ( 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* ) 1/4Factor de ductilidadZONA DE CALCULOD =1Seccin 3 PDVSA FJ-251T+T*T+ = 0.1*( D - 1 ) =0Tabla 7.1 PDVSA JA-2210.31.2como debe cumplirseT T+ T* entoncesCALCULO DE AdMODOPERIODO T (s)CONDICION ACTUALVALOR AdT+ = To =0.30sCONVECTIVO5.030T > 30.16345IMPULSIVO0.152T < T+0.39559a) Ordenada del espectro para el modo impulsivo horizontalORDENADAS Ad (seccion 7, PDVSA JA-221)Ad (convectivo)Ad (impulsivo)T1 =0.152sAd = ( j Ao (1 + (T / T+) (b* - 1)) / (1 + (T / T+)c (D - 1))T < T+13.6290.396Ad1 =0.396T < T+Ad = j Ao b* / DT+ T T*1.0070.579Ad = j Ao b* (T* / T) 0,8 / DT* T 30.3203.019b) Ordenada del espectro para el modo convectivo horizontalAd = ( j Ao b* / D) (T* / 3) 0,8 (3 / T) 2,1T > 30.163145.532c = ( D / b* ) 1/40.6730.773T2 =5.030sAd2 =0.163T > 3Altura mxima de oscilacin del lquidoh =0,48*d*Ad2 =1.67mh > altura camara aireh (camara aire) =9.6 - 9.3 =0.30mAUMENTAR ALTURA DEL TANQUEFuerza cortante en la base del tanquea) Modo impulsivo:V1 = Ad1 ( W1 + Ws + Wr )V1 =662,571kgb) Modo convectivo:V2 = Ad2 * W2V2 =264,439kgc) Cortante Basal mximo probable:V = ( V1 2 + V2 2 ) 1/2V =713,392kg( cortante ltimo )d) Cortante Basal reducida en la base:Vr = 0,8 V =570,714kg( cortante de servicio )Momento de volcamiento en la base del tanquea) Modo impulsivo:M1 = Ad1 ( W1*X1 + Ws*Xs + Wr*Xr )M1 =2,385,827kg*mb) Modo convectivo:M2 = Ad2 * W2*X2M2 =1,438,497kg*mc) Momento de volcamiento mximo probable:M = ( M1 2 + M2 2 ) 1/2M =2,785,937kg*m( momento ltimo )d) Momento de volcamiento reducido en la base:Mr = 0,8 M =2,228,750kg*m( momento de servicio )4. CALCULO DE FUERZAS DE VIENTO(Ref. UBC - 1994)VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO :V =90km/hrPRESION STANDARD A 10 m DE ALTURA :qs =62kg/m2TIPO DE EXPOSICION :CCOEFICIENTE DE PRESION :Cq =0.80Tabla 16-HCOEFICIENTE COMBINADO :Ce =1.43FACTOR DE IMPORTANCIA :Iw =1.00Fuerza horizontal resultante en la pared del tanque :Fvh = Ce * Cq * Iw * qs * A LA L = d * H =204.86m2Fvh =14,531kgMomento de volcamiento :M v = Fvh * H/2M v =69,747kg*mTABLA 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 )61.580.00101.6125.0151.4TABLA 16 - GCOEFICIENTE COMBINADO DE ALTURA, EXPOSICION Y RAFAGA (Ce)ALTURA SOBREEXPOSICIONEXPOSICIONEXPOSICIONEL 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 - 48.81.311.792.025. VERIFICACION DE LA ESTABILIDAD DEL TANQUE(Ref. PDVSA FJ-251 Feb 99)Lmite elstico de la plancha base:Fby =2,533kg/cm2Peso mximo del contenido que resiste el volcamientoWL = 3,16 tb (Fby * G * HL) 1/2 =4,850kg/mWL max = 20*G*HL*d =3,969kg/mWL =3,969kg/mPeso de tanque vaco por unidad de circunferencia ( solo pared y techo )Wt = ( Ws + Wr ) / p d =936kg/mFactor de estabilidadSF = Mr / d2 ( Wt + WL )SF sismo =1.00< 1,50(tanque lleno => WL 0)SF viento =0.16< 0,785(tanque vaco => WL = 0)TANQUE INESTABLE. COLOCAR ANCLAJESEL TANQUE ES ESTABLEEL TANQUE ES ESTABLERequerimiento de anclajesC = 2*M / d*WGua PDVSA 0603.1.203M =2,228,750kg*mGOBIERNA SISMOd =21.34mW = Ws + Wr =62,722kgC =3.33> 0,66 SE REQUIEREN ANCLAJES6. DISEO DE PERNOS DE ANCLAJESEPARACION MAXIMA DE ANCLAJES :s max =3.00mNUMERO MINIMO DE ANCLAJES :Np min = p d / s max =23NUMERO DE ANCLAJES COLOCADOS :Np =36DIAMETRO PERNOS DE ANCLAJE (min. 1") :dp =31.75mmDIAMETRO CIRCULO DE PERNOS :dcp =21.54mCALIDAD DE PERNOS :A -307Traccin en pernos de anclajeSegn...Seccin 9.5 PDVSA FJ-251 :T uniforme = ( 1,273*Mr / d 2 ) - WtT sismo =5,295kg/mT viento =-741kg/mSeparacin entre pernos de anclaje :s p = p dcp / Np =1.88mTraccin mxima en cada perno :T max = max T unif * s p =9,952kgSegnGua PDVSA 0603.1.203 :T max = ( 4*M / Np *dcp ) - W / NpT sismo =9,754kgT viento =-1,382kgT max =9,952kgVerificacin de esfuerzos mximos en pernos de anclajeEsfuerzo de traccin :Ap (nominal) =7.92cm2Aef (efectiva) = 0,75 Ap =5.94cm2ft act = T max / A ef =1,676kg/cm2Ft adm =1.33*1400 =1,862kg/cm2OKCOLOCAR : 36 PERNOS 31.75 mm DIA. c / 1,880 mm7. DISEO DE LA FUNDACION ANULARDimensiones y propiedades geomtricas del anilloLA FUNDACION . . .ALTURA DEL ANILLO (min 0.60 m) :h o =0.80mALTURA DEL ANILLO SOBRE TERRENO :h t =0.30mEST OK !ANCHO MINIMO PRELIMINAR DEL ANILLO :RESUMEN DE CHEQUEOSb min = 2 Wt / (gL * HL + 2 ho (gs - gc)) =0.23mPARAMETROCP+FCP+F+SCP+VANCHO SELECCIONADO ANILLO (min 0.30) :b =0.70ms max (kg/cm2)0.801.840.37DIAMETRO EXTERNO DEL ANILLO :De =22.04ms min (kg/cm2)N/A-0.250.30DIAMETRO INTERNO DEL ANILLO :Di =20.64mFS volcN/AN/AN/AAREA DE LA BASE DEL ANILLO :A =46.93m2FS deslN/AN/AN/AINERCIA BASE DEL ANILLO :I =2,674.29m4Diseo estr.OKMODULO DE SECCION :S =242.68m3INERCIA SECCION TRANSV. DEL ANILLO :It =2,986,667cm4COEFICIENTE DE RIGIDEZ :L = 0,5 p d ( Kb / (4 Ec * I)) 1/2 =0.00293L < 0.785 => LA FUNDACION ES RIGIDAL < 0.785 => LA FUNDACION ES RIGIDAL > 0.785 => LA FUNDACION ES ELASTICAVerificacin de esfuerzos en el sueloCargas verticales (por unidad de longitud de circunferencia)PESO DE PAREDES Y TECHO TANQUE :Wt 1 =936kg/mPESO DEL LIQUIDO SOBRE EL ANILLO :Wt 2 =3,255kg/mPESO DEL ANILLO DE CONCRETO :Wt 3 =1,400kg/mMAX. 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 1.57FACTOR DE ESTABILIDAD POR SISMO :SF S =1.00k =2.30Figura 9.1 PDVSA FJ-251Wt 4 =7,312kg/mCaso : Operacin (tanque lleno) : CP + FClculo de esfuerzos en el suelo :s s (adm) =1.50kg/cm2s s =P / A = S Wi / A = p * d ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 ) / AP =374,801kgs s =0.80kg/cm2< 1.50 OKOKCaso : Operacin + Sismo (tanque lleno) : CP + F + SClculo de esfuerzos en el suelo :s s (adm) =1.33 * Rs =2.00kg/cm2s s =P / A = S Wi / b = ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 + Wt 4 ) / bPmax =12,902kg/mPmin =-1,721kg/ms s max =1.84kg/cm2< 2.00 OKOKs s min =-0.25kg/cm2TRACCION ACEPTABLEOKCaso : Tanque vaco + Viento : CP + VClculo de esfuerzos en el suelo :s s =P / A M / SW fund = A * ho * g c =93,858kgP = Ws + Wr + W fund =156,580kgM = M v + F v * H fund =81,371kg*ms s max =0.37kg/cm2< 2.00 OKOKs s min =0.30kg/cm2OKOKDiseo del acero de refuerzoPresin horizontal interna del anillo :K o = 1 - sen f =0.47F = 1/2 * Ko * g s * ho 2 + Ko * ho * g L * H L =3,768kg/mTraccin actuante en el anillo :Tf = 1/2 * F * d =40,206kg(servicio)Tu = 1,7 * Tf =68,351kg(ltima)Acero principal requerido por traccin :Ash = Tu / 0,9 Fy =18.08cmAshmin = 0,0025*ho*b =14.00cmAsh colocado =20.00cmAcero vertical requerido en cada cara (estribos) :Asv = ( 0,0015*b*100 ) / 2 =5.25cm/mTraccin admisible en el concreto:f ct adm = 0,15 f'c =31.50kg/cmE c = 15100*( f'c ) 1/2 =218,820kg/cmn = E s / E c =10.00Traccin actuante :fct = ( 0,0003*Es*Ash + Tf ) / ( Ac + n As ) =9.10kg/cmOKOKR ext = 11.02 mR int = 10.32 mD = 21.34 mht = 0.30 mho = 0.80 mb = 0.70 mLe = 390 mm4*DIA (perno) = 130 mm

&L&8 131GD03 (13/03/01)h oh t0.30(min)VAR.0.05h tNORTEPLANTAopciones:anclado, no ancladoX2X1W1W2masa flexible(efecto convectivo)masa solidaria(efecto impulsivo)SI EL TANQUE NO REQUIERE ANCLAJE APARECER EL MENSAJE "NO APLICA"SI EL TANQUE NO REQUIERE ANCLAJE APARECER EL MENSAJE "NO APLICA"INDIQUE LA CANTIDAD FINAL COLOCADA SEGUN DISEO= 1.00 (ESTRUCTURAS MISCELANEAS, STANDARD O ESPECIALES)= 1.15 (ESTRUC.PELIGROSAS O ESENCIALES)= 0,80 PARA TANQUES CIRCULARES O ELIPTICOSbEJEPARED TANQUE Y ANILLO DE FUNDACIONANILLO DE FUNDACIONTANQUEVER TABLA ABAJOVER TABLA ABAJOMIN. 30 KG/M2VER TABLA ABAJOEJEPARED TANQUE Y ANILLO DE FUNDACIONbh oTANQUEANILLO 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 CORROSIVOBISEL 1"x1" (HORxVERT)R intR extAACOORDENADAS DEL CENTRO N : E :DRANURA 3/4" x 1"(PROFxANCHO)TIP. SON 4EJE NOMINAL PARED DEL TANQUESI 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"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.EL SEMAFORO LE INDICAR EL ESTADO DE SU DISEOSegn PDVSA FJ-251 par.9.5.2 : diametro minimo 1"Le( ) DIA. LONG.ASTM A-36 GALVANIZADO4 fb