Diseño de Reservorio apoyado

Diseño de reservorio de agua apoyado

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL RESERVORIO 37M3 (T‐1) PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – RICRAN – JAUJA ‐ JUNIN”

Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015


CONTENIDO I.

GENERALIDADES................................................................................................................ GENERALIDADES................................................................................................................5

1.1. NORMAS EMPLEADAS. ............................................... ........................................................................ .................................................. .............................. ..... 5 1.2. ESPECIFICACIONES – ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS. .............................................................. ..............................................................6 6 1.2.1.

CONCRETO:......................... CONCRETO:.................................................. .................................................. .................................................. .............................. .....6 6

1.2.2.

CEMENTO: ............................................... ........................................................................ .................................................. .................................. .........6 6

1.2.3.

ACERO CORRUGADO (ASTM A605):........................ A605): ................................................. ........................................... ..................6 6

1.2.4.

ALBAÑILERIA:....................... ALBAÑILERIA:................................................ .................................................. ................................................. ............................. .....6 6

1.2.5.

RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (r):........................ (r):................................................. ................................................ .......................7 7

1.3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES EN LA CIMENTACION.................. CIMENTACION.................. 7 1.3.1.

CIMENTACION SUPERFICIAL:....................... SUPERFICIAL:................................................ .................................................. .............................. .....7 7

II. IDENTIFICACION. ...............................................................................................................8

2.1. ESTRUCTURACION......................... ESTRUCTURACION. ................................................. .................................................. .................................................. .................................. ......... 8 2.1.1.

RESEÑA DEL SISTEMA ESTRUTURAL PROPUESTO:............................................. PROPUESTO: .............................................8 8

2.1.2.

PREDIMENSIONAMIENTO: ............................................... ........................................................................ .................................. .........8 8

2.2. INTERPRETACION ESTRUCTURAL. ............................................... ....................................................................... .................................... ............ 14 2.3. ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA......................................................... GEOMETRICA. ........................................................15 15 III. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS..................................................... CARGAS. ....................................................16 16

3.1. ESPECTRO DE DISEÑO........................ DISEÑO. ................................................ .................................................. .................................................. ............................ ... 16 3.2. ESTADOS DE CARGAS......................... CARGAS. ................................................. .................................................. .................................................. ............................ ... 17 3.3. COMBINACIONES DE CARGAS. ............................................... ........................................................................ ......................................... ................ 18 IV. ANALISIS SISMICOS.......................................................................................................... SISMICOS. .........................................................................................................18 18

4.1. ANALISIS ESTATICO........................ ESTATICO ................................................. .................................................. .................................................. ................................ ....... 18 4.2. ANALISIS DINAMICO. .................................................. ........................................................................... .................................................. ............................ ... 20 V. VERIFICACION DE DERIVAS Y CORTANTES........................................................................ CORTANTES........................................................................22 22 VI. DISEÑO DE COMPONENTES DE C° A°................................................................................ A°. ...............................................................................23 23

5.1. DISEÑO DE CUPULA, MUROS Y LOSA DE FONDO. ............................................................ ............................................................23 23 VII. ANEXO............................................................................................................................. ANEXO. ............................................................................................................................37 37



CONTENIDO I.

GENERALIDADES................................................................................................................ GENERALIDADES................................................................................................................5

1.1. NORMAS EMPLEADAS. ............................................... ........................................................................ .................................................. .............................. ..... 5 1.2. ESPECIFICACIONES – ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS. .............................................................. ..............................................................6 6 1.2.1.

CONCRETO:......................... CONCRETO:.................................................. .................................................. .................................................. .............................. .....6 6

1.2.2.

CEMENTO: ............................................... ........................................................................ .................................................. .................................. .........6 6

1.2.3.

ACERO CORRUGADO (ASTM A605):........................ A605): ................................................. ........................................... ..................6 6

1.2.4.

ALBAÑILERIA:....................... ALBAÑILERIA:................................................ .................................................. ................................................. ............................. .....6 6

1.2.5.

RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (r):........................ (r):................................................. ................................................ .......................7 7

1.3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES EN LA CIMENTACION.................. CIMENTACION.................. 7 1.3.1.

CIMENTACION SUPERFICIAL:....................... SUPERFICIAL:................................................ .................................................. .............................. .....7 7

II. IDENTIFICACION. ...............................................................................................................8

2.1. ESTRUCTURACION......................... ESTRUCTURACION. ................................................. .................................................. .................................................. .................................. ......... 8 2.1.1.

RESEÑA DEL SISTEMA ESTRUTURAL PROPUESTO:............................................. PROPUESTO: .............................................8 8

2.1.2.

PREDIMENSIONAMIENTO: ............................................... ........................................................................ .................................. .........8 8

2.2. INTERPRETACION ESTRUCTURAL. ............................................... ....................................................................... .................................... ............ 14 2.3. ARQUITECTURA Y CONFIGURACION GEOMETRICA......................................................... GEOMETRICA. ........................................................15 15 III. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS..................................................... CARGAS. ....................................................16 16

3.1. ESPECTRO DE DISEÑO........................ DISEÑO. ................................................ .................................................. .................................................. ............................ ... 16 3.2. ESTADOS DE CARGAS......................... CARGAS. ................................................. .................................................. .................................................. ............................ ... 17 3.3. COMBINACIONES DE CARGAS. ............................................... ........................................................................ ......................................... ................ 18 IV. ANALISIS SISMICOS.......................................................................................................... SISMICOS. .........................................................................................................18 18

4.1. ANALISIS ESTATICO........................ ESTATICO ................................................. .................................................. .................................................. ................................ ....... 18 4.2. ANALISIS DINAMICO. .................................................. ........................................................................... .................................................. ............................ ... 20 V. VERIFICACION DE DERIVAS Y CORTANTES........................................................................ CORTANTES........................................................................22 22 VI. DISEÑO DE COMPONENTES DE C° A°................................................................................ A°. ...............................................................................23 23

5.1. DISEÑO DE CUPULA, MUROS Y LOSA DE FONDO. ............................................................ ............................................................23 23 VII. ANEXO............................................................................................................................. ANEXO. ............................................................................................................................37 37



INDICE DE TABLAS Tabla N° 1: Volumen del reservorio del proyecto. .............................................................. ..............................................................9 9 Tabla N° 2: Volumen del reservorio por zonas del proyecto............................................. proyecto.............................................10 10 Tabla N° 3: Dimensiones del reservorio T‐1. ................................................ ..................................................................... .....................10 10 Tabla N° 4: Dimensiones de la cúpula del reservorio T‐1.................................................. 1. .................................................12 12 Tabla N° 5: Dimensiones de la Viga de apoyo del reservorio T‐1...................................... 1......................................12 12 Tabla N° 6: Parámetros sísmicos de la zona del proyecto................................................. proyecto.................................................16 16 Tabla N° 7: Distribución de las fuerzas. .................................................. .......................................................................... ........................... ...20 20 Tabla N° 8: Derivas por sismo......................... sismo. ................................................. .................................................. .......................................... .................22 22 Tabla N° 9: Cortante dinámico......................... dinámico.................................................. .................................................. ......................................... ................22 22 Tabla N° 10: Cortante estático......................... estático.................................................. .................................................. ......................................... ................22 22 Tabla N° 11: Esfuerzos meridional NØ y paralela Nq. ....................................................... .......................................................23 23 Tabla N° 12: Datos de la cúpula....................... cúpula. ............................................... .................................................. ......................................... ................24 24 Tabla N° 13: Refuerzo radial de la cúpula............................ cúpula..................................................... .............................................. .....................25 25 Tabla N° 14: Refuerzo tangencial de la cúpula. ................................................. ................................................................. ................26 26 Tabla N° 15: Datos de la zona de ensanche de la cúpula. ................................................. .................................................27 27 Tabla N° 16: Refuerzo radial en ambas caras del ensanche de la cúpula. ........................28 ........................28 Tabla N° 17: Refuerzo tangencial en ambas caras del ensanche de la cúpula.................. cúpula..................29 29 Tabla N° 18: Datos de la viga superior....................... superior................................................ .................................................. ............................... ......30 30 Tabla N° 19: Refuerzo por torsión y corte de la viga superior. ......................................... .........................................31 31 Tabla N° 20: Refuerzo longitudinal de la viga superior. .................................................... ....................................................31 31 Tabla N° 21: Refuerzo anular en ambas caras del muro. .................................................. ..................................................32 32 Tabla N° 22: Refuerzo vertical en ambas caras del muro................................................. muro. ................................................34 34 Tabla N° 23: Verificación por cortante del muro............................................................... muro...............................................................34 34 Tabla N° 24: Características del material y suelo para losa de fondo. ..............................35 ..............................35 Tabla N° 25: Momento radial y tangencial de la losa de fondo. ......................................36 ......................................36 Tabla N° 26: Refuerzo radial y tangencial de la losa de fondo. ........................................ ........................................36 36



INDICE DE FIGURAS Figura N° 1: Altura del reservorio T‐1................................................................................11 Figura N° 2: Diámetro del reservorio T‐1...........................................................................11 Figura N° 3: Dimensiones de la cimentación corrida del reservorio T‐1...........................12 Figura N° 4: Estructuración final del reservorio T‐1. .........................................................13 Figura N° 5: Modelo del final del reservorio T‐1. ..............................................................13 Figura N° 6: Reservorio de la zona alta T‐1........................................................................15 Figura N° 7: Espectro de diseño para el reservorio. ..........................................................16 Figura N° 8: Cargas en el reservorio. .................................................................................17 Figura N° 9: Fuerzas convectivas, impulsivas y presión del agua en el reservorio............17 Figura N° 10: Combinación de cargas de diseño. ..............................................................18 Figura N° 11: Modelo hidrodinámico del reservorio.........................................................19 Figura N° 12: Presión hidrostática del reservorio..............................................................19 Figura N° 13: Distribución de fuerzas por sismo en el reservorio. ....................................20 Figura N° 14: Distribución de fuerzas por sismo en el reservorio. ....................................21 Figura N° 15: Fuerza de tracción radial cúpula..................................................................24 Figura N° 16: Fuerza vertical y horizontal viga superior....................................................30 Figura N° 17: Tensión y momento vertical del muro.........................................................32 Figura N° 18: Diagrama de Tensión en el muro.................................................................33 Figura N° 19: Diagrama de Momento en el muro. ............................................................33 Figura N° 20: Momento radial y tangencial de la losa de fondo. ......................................35 Figura N° 21: Refuerzo radial y tangencial de la zapata. ...................................................36



I.

GENERALIDADES. La presente memoria corresponde al análisis sísmico y calculo estructural del proyecto “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA ‐ JUNIN”, para la municipalidad distrital de Ricran. La estructura es de saneamiento de primera categoría con ubicación en la localidad de Ricran, provincia de Junin y departamento de Jauja y consta según solicitud de un reservorio para agua potable, con muro circular, techo de cúpula esférica, anillo con viga rectangular y con losa de fondo. El terreno de fundación según el estudio de mecánica de suelos se caracteriza por ser un suelo Blando, con periodo fundamental de vibración y la amplificación sísmica del suelo moderado. El sistema constructivo empleado es un SISTEMA DE MURO Y CUPULA REFORZADOS , en todos sus bloques.

1.1. NORMAS EMPLEADAS. Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuación. 

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú)

‐

Normas Técnicas de Edificación

(N.T.E.): 

NTE E.020 "CARGAS”



NTE E.030 "DISEÑO SISMORRESISTENTE”



NTE E.050 "SUELOS Y CIMENTACIONES”



NTE E.060 "CONCRETO ARMADO”



NTE E.070 "ALBAÑILERIA”



A.C.I. 318 ‐ 2009 (American Concrete Institute) ‐ Building Code Requirements for Structural Concrete

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la última edición.



1.2. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS. 1.2.1. CONCRETO: 

Resistencia : fć = 210 Kg/cm2 (sobrecimientos armados, cúpula esférica y estructuras tipo vivienda). fć = 280 Kg/cm2 para reservorio (cuba, vigas, losa de fondo y zapata).



Módulo de Elasticidad (E) : 15000 x fć 0.5.



Módulo de Poisson (u)



Peso Específico:

: 0.20.

(γC) = 2300 Kg/m3 (concreto simple). (γC) = 2400 Kg/m3 (concreto armado).

1.2.2. CEMENTO: 

Para estructuras en contacto con agua potable y aguas subterráneas blandos se deberá usar cemento



: TIPO I ó TIPO IP.

Para estructuras en contacto con sulfato y elementos agresivos se deberá usar cemento

: TIPO V.

1.2.3. ACERO CORRUGADO (ASTM A605): 

Resistencia a la fluencia (fy)

: 4,200 Kg/cm2 (Gº 60):



Módulo de elasticidad del acero “E”: 2100,000 Kg/cm2.



Coeficiente de Poisson "u"



Peso Específico:

: 0.30

(γs) = 7849 Kg/m3 (acero G 60).

1.2.4. ALBAÑILERIA: 

Resistencia Característica

: f’m= 65 Kg/cm²



Unidad de Albañilería

: Tipo IV de (9x13x24 cm)



Mortero

: 1:5 (Cemento : Arena)



Juntas(H,V)

: 1.5 cm



Coeficiente de Poisson "u" : 0.25



1.2.5. RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS (r): Considerando que todas las estructuras a utilizar en el proyecto son no presforzadas. Concreto colocado contra el suelo y expuesto permanente a el: 

Cimientos, zapatas, vigas de cimentación

: 7.00 cm

Concreto no expuesto a la intemperie ni en contacto con el suelo: 

Losas, muros y viguetas barras de 1 3/8” y menores

: 2.00 cm



Columnas y Vigas

: 4.00 cm



Cascaras con acero Ø 5/8” y menores

: 1.50 cm

Concreto en contacto a la intemperie 

Placas, Muros (Cisternas, Tanques)

: 4.00 cm

Albañilería confinada 

Con muros tarrajeados

: 2.00 cm



Con muros caravista

: 3.00 cm

Muros de concreto reforzado no expuestos al suelo 

Elementos de borde (confinamiento)

: 2.5 cm

1.3. CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES EN LA CIMENTACION. Según el estudio de mecánica de suelos con fines de cimentación en el proyecto se obtuvo los siguientes datos:

1.3.1. CIMENTACION SUPERFICIAL: La cimentación propuesta se caracteriza por ser de tipo continuo de ancho constante siguiente al eje de apoyo del muro estructural del reservorio, donde se reporta los siguientes parámetros del suelo de fundación: 

Capacidad portante (σs)

: 1.08 Kg/cm2.



Coeficiente de balastro C1

: 2.29 Kg/cm3



Desplante de cimiento (Df)

: 1.20m



Las condiciones geotécnicas del suelo presenta los siguientes: Características del suelo


: Blando


Tipo de suelo

: S3

Factor de amplificación del suelo (S)

: 1.4

Periodo del suelo para definir la plataforma del espectro, TP : 1s Periodo del suelo para definir el inicio de la zona del espectro con desplazamiento constante, TL : 1.6 s.

II.

IDENTIFICACION . 2.1. ESTRUCTURACION. 2.1.1. RESEÑA DEL SISTEMA ESTRUTURAL PROPUESTO: El

sistema

estructural,

propuesto

en

general

está

conformado

principalmente por un de muros estructurales y losas membrana. El objetivo de adoptar todo este sistema estructural es garantizar la dotación del agua para las personas sin interrupción después que ocurra un sismo, así como optimizar costos en la inversión y utilizar la circulación hidráulica a menor resistencia en las paredes circulares para una mejor mezcla y la desinfección del agua en el reservorio.

2.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO: El predimensionamiento de esta estructura es realizado por el especialista encargado, los cuales han sido desarrollados en su capítulo correspondiente. Al mismo dándole interpretación el predimencionamiento se desarrolló en base al volumen de agua a almacenar, considerando una holgura de espacio libre sobre el nivel del agua a reservorio lleno denominado borde libre. Los criterios asumidos para el predimensionamiento son con fines a cumplir el RNE E.060 como estructura final.



Tabla N° 1: Volumen del reservorio del proyecto. 1.- NOMBRE DEL PROYECTO:

“MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA - JUNIN”

2.- ZONA: 3.- DISTRITO: 4.- PROVINCIA: 5.- DEPARTAMENTO:

APAYCANCHA RICRAN JAUJA JUNIN

Anexo y zona rural

A.- NUMERO DE FAMILIAS (Nf)

SEGÚN CONTEO EN SITIO

B.- HABITANTES POR FAMILIA (Cf)

PROMEDIO SEGÚN CONTEO

5 Hab/Viv. 1015.0 Hab.

C.- POBLACION ACTUAL (Pa)

38 Estu d.

C.1. POBLACION ESTUDIANTIL (Pe)

252 m2

C.2. LOCALES COMUNALES TIPO OFICINA (Lc)

5 Consult.

C.3. CENTROS DE SALUD (Ls) D.- TASA DE CRECIMIENTO en % (t)

SEGÚN CENSO 1993 Y ENCUESTA IN SITU

2.592 20.00

E.- PERIODO DE DISEÑO en AÑOS (n) F.- POBLACION FUTURA (Pf)

203 familias

Pf = Po ( 1+ t/100 )

n

1693 Hab. 63 Estud.

F.1. POBLACION FUTURA ESTUDIANTIL (Pfe) F.2. LOCALES COMUNALES FUTURA TIPO OFICINA (Lfc)

420.41 m2

F.3. CENTRO DE SALUD (Ls)

8.00 Consult. 100.00 50.00 6.00 500.00

G.- DOTACION (LT/HAB/DIA) G.1. DOTACION EDUCACIONAL (LT/DIA/EST)

Según IS.010

G.2. D OT ACION LOC ALES C OM UN ALES T IPO OF IC IN A ( LT /D IA/M2)

Según IS.010

G.3. DOTACION CENTROS DE SALUD (LT/DIA/CONSULT)

Según IS.010

2.040 1.929 0.036 0.029 0.046

H.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL Qp (LT/SEG) Q p hab = Pob. x Dot./86,400 Q p escolar= Estudiantes x Dot./86,400 Q p local comunal = Area x Dot./86,400 Q p local comunal = Area x Dot./86,400 I.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)

2.652

Qmd = 1.30 x Qp Afor o de agua super ficial total par a el pr oy ecto

2.690 Ok

CAU DAL D E LAS F UEN TES ( LT /SEG)

Afor o de agua super ficial disponible en zona alta

2.240

CAU DAL D E LAS F UEN TES ( LT /SEG)

Afor o de agua super ficial disponible en zona baja

0.450

J.- C AU DAL D E LAS F UEN TES ( LT /SEG)

K.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)

4.080

Qmh = 2 x Qp L.- CAUDAL MINIMO UNITARIO (LT/SEG/FAM)

MODELO DINAMICO

0.0095

M.- CAUDAL MAXIMO HORARIO UNITARIO (LT/SEG/FAM)

MODELO ESTATICO

0.0190

N.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)

35.25 0.25 44.07

V1 = 0.2 x Qp x 86400/1000

Pérdidas fisica según MEF (20 a 25 %) Volúmen calculador Volumen asumido m3


45.00


Tabla N° 2: Volumen del reservorio por zonas del proyecto.

CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RESERVORIO POR ZONAS PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA JUNIN” Distribucion de Caudales maximos horarios por zona DETALLE DE AFOROS Aforo de agua superficial total para el proyecto Aforo de agua superficial disponible en zona alta Aforo de agua superficial disponible en zona baja

Q aforo (L/s) 2.69 2.24 0.45

% por zona 1.00 0.83 0.17

Qmh (L/s) 4.08 3.40 0.68

Distribucion de Caudal promedio diario anual y capacidad de reservorio p or zona DETALLE DE PARAMETROS DE ALMACENAMIENTO Caudal y tamaño de reservorio del proy ecto Caudal y tamaño de reservorio para la zona alta R-1 Caudal y tamaño de reservorio para la zona baja R-2

Qp (L/s) 2.04 1.70 0.34

Vol um en de reservori o en la zona al ta = Vol um en de reservori o en l a zona baja =

% de perdida (MEF) 0.25 0.25 0.25

V (m3) 44.07 36.70 7.37

V asumido (m3) 45.00 37.00 8.00

37.00 m 3 8.00 m 3

A partir del volumen de la estructuras se empieza dar las medidas del componente, como la altura, espesor de muro, espesor de cimentación, altura de la cúpula, espesor de la cúpula, etc. Tabla N° 3: Dimensiones del reservorio T‐1. DA TOS:

Altura del tanque

H=

Bordo libre

2.35 m 0.30 m

Altura del líquido en reserv orio

Hl =

2.05 m

Diametro interior del reserv orio

Dir =

4.80 m

Diametro de la columna

Dc =

0.00 m

Espesor del muro minimo

tr =

0.20 m

Espesor de la losa fondo

tl =

0.20 m

Capacidad del tanque

V =

37.00 m3

Peso especifico del agua

1,000.00 kg/m3

Peso especifico del concreto

2,400.00 kg/m3

Radio de la cupula

Rc =

Sobrecarga de la cupula

s/c =

3.00 m 100.00 kg/m2

f'c

280.00 kg/cm2

fy

4,200.00 kg/cm2

Radio de diseño


Rd =

2.50 m


Figura N° 1: Altura del reservorio T‐1.

Figura N° 2: Diámetro del reservori T‐1. 0.6 m

1.20 m

0.1 m

0.20 m

Dir = 4.80 0. 1 m

0.20 m PLANT





Figura N° 4: Estructur ción final del reservorio T‐1.

Figura N° 5: Modelo del final del re ervorio T‐1.



2.2. INTERPRETACION ESTRUCTURAL. El sistema estructural planteado para este proyecto, se caracteriza principalmente por muros de concreto armado con acero en doble capa y esta a su vez conectados a la cimentación conformada por losa de cimentación. Asimismo la estructura es simétrica en su geometría alrededor del eje z de la altura con respecto a la cimentación.



2.3. ARQUITECT RA Y CONFIGURACION GEOMETRI A. Figura ° 6: Reservorio d la zona alta T‐1.

DE CRIPCION Altu ra de cupula (f) Altu ra de la viga (hv) Bas e de la viga (bv) Radio interno (Ri) Radio de cúpula (Rv) Angulo de la cúpula (Ø) Nivel de terreno natural (N N) Nivel superior de viga (NS ) Nivel superior de cúpula (NSC) Bor de libre (BL) Altu ra de agua (HL) Altu ra de cimentacion (Az)

UNIDAD m m m m m Sexagesimal msnm msnm msnm m m m

CANTIDAD 0.50 0.25 0.25 2.40 6.50 22°37'11.51" 3863.98 3866.58 3867.08 0.30 2.05 0.35



III.

ESTA OS DE CARGAS Y CO .1.

ES ECTRO

BINAC IONES

E CAR AS.

E DISEÑO.

De cuerdo a l s Normas TE. E.030 y el reglamento ACI 3 0‐R3‐01, se consideran los iguientes espectros d diseño. 

Los pará etros del .030 son l s siguientes: abla N° 6: Parámetros sís icos de la zona del proyecto.

Zona = Z=

2 0.3

Categoría =

A

I=

1.25

Junín Tanques que son proy ctados para seguir funcionando después d un sismo


III.

ESTA OS DE CARGAS Y CO .1.

ES ECTRO

BINAC IONES

E CAR AS.

E DISEÑO.

De cuerdo a l s Normas TE. E.030 y el reglamento ACI 3 0‐R3‐01, se consideran los iguientes espectros d diseño. 

Los pará etros del .030 son l s siguientes: abla N° 6: Parámetros sís icos de la zona del proyecto.

Zona = Z=

2 0.3

Categoría =

A

I= Suelo = S= Tp = Rwi = Rwc =

1.25 S3 1.4 0.9 2.75 1

Junín Tanques que son proy ctados para seguir funcionando después d un sismo Suelos flexibles s

Figu a N° 7: Espe tro de diseñ para el rese vorio.



.2.

ES ADOS D CARGA . CARGAS De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E060 y al reglamento A I 318‐09, se con ideran los siguientes estados de Carga en l estructur según valores defini os en .N.E., ade ás del esp ctro. Figu a N° 8: Carg s en el reservorio.

Dónde: CV s la carga iva total, ue son los personales que sube a la cúpul para realizar el

antenimie to y desinf ección.

HE s la presió del agua n las pare es del reservorio. Figu a N° 9: Fuerzas convectivas, impulsivas y presión del agua en el reservorio.



.3.

CO BINACIONES DE CARGA . De cuerdo al

NE E.060 se consideran las siguientes combi aciones de carga para las

estr cturas de almacenamiento de agua: 

Basado en la carga muerta y la carga viva: 1.4 M + 1.7 CV.



Basado en la carga de sismo: 1.25 ( CM + CV ) /‐ CS y 0.9 M +/‐ CS



Basado en la carga pr veniente d la presión el agua: 1.4 CM + 1.7 C + 1.4 CL.

Figu a N° 10: Co binación de argas de dis ño.

IV.

ANAL ISIS SI MICOS. .1. AN LISIS E TATICO De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E. 30, E.060

al reglamento ACI 318‐09, par el

análisis dinámico e conside ó el com ortamient

hidrodin mico del reservorio en

condiciones de agua llena, considerando las fuerzas impulsivas y las fuerzas convecti as, asimismo consider ndo las pr siones eje cidas por l agua en las paredes del reserv rio y el esp ctro de la aceleració sísmica p ra condici nes de comportamiento en est do convectivo e impul ivo. El objetivo del análisis dinámi o es deter inar las máximas derivas y hacer que estas no superen lo recome dado en el E.030 par estructuras de concr to armado.



El peso impulsivo

utilizar es de 1.8Tn y el peso onvectivo en esta es ructura es de

1.87Tn. Figura N° 11: Modelo hidrodinámic del reservorio.

La altu a de ubi ación del peso impulsivo y convectivo es de 0.77m y 1.19m respecti amente c n respecto a la base del reservorio. Las presiones del agua en el r servorio s n de 2.05

en la base del reser orio y 0.0 m

en el es ejo de agua. Para la estimación se utilizó la iguiente e uación: (1)

P = -1z + 2.05 Figura N° 12: Presión hidrostática d l reservorio.

P (T) P (T) =

0

z = 2.05

0.51

z = 1.538

P (T) = 1.025

z = 1.025

P (T) = 1.5375

z = 0.513

P (T) = 2.05

z= 0

El análisi sísmico estático se calcula basado n la ecuación siguiente:

V = ZICS / R * m g


(2)


Por end la cortant impulsiva es de 14.76 Ton y la c rtante con ectiva es de 9.05 Ton. La cortante final es de 17.312 Ton. Para el modelo se pr cede a distribuir la fuerza impulsiva, convectiva y la fuerza or peso. abla N° 7: Di tribución de las fuerzas.

NIVEL

Pi (Kg)

C PULA+VIG

69951.5

C NVECTIVO I PULSIVO

hi (m)

W=Fi/L (T/m)

i hi

Fi (Kg)

2.35

164385.92

14239.54

0.907

18325.2

1.19

21885.63

1895.79

0.121

17671.3

0.8

13584.80

1176.75

0.075

69951.5

TOTAL

199856.4

17312.08

El model queda de la siguiente f orma: Figura N° 13: Distribución de fuerza por sismo e el reservori .

.2. AN LISIS DINAMICO. De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E. 30, E060

al reglamento ACI 318‐09, par el

análisis dinámico e conside ó el com ortamient

hidrodin mico del reservorio en

condiciones de agua llena, considerando las fuerzas impulsivas y las fuerzas convecti as, asimismo consider ndo las pr siones eje cidas por l agua en las paredes del reserv rio y el esp ctro de la aceleració sísmica p ra condici nes de comportamiento en est do convectivo e impul ivo.



El objetivo del análisis dinámi o es deter inar las máximas derivas y hacer que estas no superen lo recome dado en el E.030 par estructuras de concr to armado. El peso impulsivo

utilizar es de 1.8Tn y el peso onvectivo en esta es ructura es de

1.87Tn. los cuales se aprecian en la figura N° 11. La altu a de ubi ación del peso impulsivo y convectivo es de 0.77m y 1.19m respecti amente c n respecto a la base del reservorio. Las presiones del agua en el r servorio s n de 2.05

en la base del reser orio y 0.0 m

en el es ejo de agua. Para la estimación se utilizó la iguiente e uación 3: = -1z + 2.05

Lo cual e ve en la f igura N° 12. El model queda de la siguiente f orma: Figura N° 14: Distribución de fuerza por sismo e el reservori .



V.

VERI ICACI N DE DERIVAS Y COR ANTES Los despl zamientos se consideran por ser e tructura re ular multiplicando por l factor de 0.75R y s muestra en la siguiente tabla: abla N° 8: D rivas por sis o. Desplazamientos y diistorsion de los nudos Altur

Altura Altura Altura Altura Altura Altura Altura Altura Altura Altura

3.1

Izq

2.6

Izq

2.35

Izq

1.7

Izq

0.7

Izq

3.1

der

2.6

der

2.35

der

1.7

der der

0.7

Distor ión

0.75 R

esplazamient real

Distorsión

0.026 mm 0.023 mm 0.022 mm 0.038 mm 0.022 mm

2.0625 2.0625 2.0625 2.0625 2.0625

0.053625 mm .0474375 mm 0.045375 mm 0.078375 mm 0.045375 mm

0.00 012 0.00 008 0.000 0.00 033 0.00 038

0.007

0.026 mm 0.023 mm 0.022 mm 0.038 mm 0.022 mm

2.0625 2.0625 2.0625 2.0625 2.0625

0.053625 mm .0474375 mm 0.045375 mm 0.078375 mm 0.045375 mm

0.00 012 0.00 008 0.000 0.00 033 0.00 038

0.007

h (m) Lado Desplazamiento elástic

E.030 0.007 0.007 0.007 0.007

0.007 0.007 0.007 0.007

El cortante basal mínimo debe ser para ser, p ra estructuras regulares no deberá er menor al 80% de V y para estr cturas irregulares no menor de 90 Vs. Vd =20 ton Vs = 17.3 ton Vmin = 2 Ton > 0.8 Vs abla N° 9: Cortante dinámico.

abla N° 10: Cortante estático.



VI.

DISEÑO DE COMPONENTES DE C° A°. 5.1. DISEÑO DE CUPULA, MUROS Y LOSA DE FONDO. CUPULA:

Según el reglamento para el diseño de las cúpulas debe cumplirse que NØ y Nq deben ser menores que las fuerzas de resistencia al aplastamiento "Fc" Es decir

( Nø y Nq )

Si se cumple ( a ) , entonces:

<

Fc = ø

Asmin =

( 0.85 fć x b x t )

.............

(( a )

0.0025 x b x t

Tabla N° 11: Esfuerzos meridional NØ y paralela Nq. ø S ex ages .

Radi anes

0 1 2 3 4 5 10 15 20 22.6199 23 24 25 26 26.5 26.55 26.6 26.65 26.7 26.75 26.8 26.85 26.9 26.95 27 27.5 28 32 36 37 38.5 43.5 44 49 49.5 54.5 59.5 60 65 70 75 80 85 90

0 0.0175 0.0349 0.0524 0.0698 0.0873 0.1745 0.2618 0.3491 0.3948 0.4014 0.4189 0.4363 0.4538 0.4625 0.4634 0.4643 0.4651 0.4660 0.4669 0.4677 0.4686 0.4695 0.4704 0.4712 0.4800 0.4887 0.5585 0.6283 0.6458 0.6720 0.7592 0.7679 0.8552 0.8639 0.9512 1.0385 1.0472 1.1345 1.2217 1.3090 1.3963 1.4835 1.5708


Nø (tn/m) - Wu x Rm ( 1 + cosø ) -1.6445 -1.6446 -1.6450 -1.6456 -1.6465 -1.6476 -1.6571 -1.6730 -1.6956 -1.7103 -1.7126 -1.7188 -1.7253 -1.7322 -1.7357 -1.7360 -1.7364 -1.7368 -1.7371 -1.7375 -1.7378 -1.7382 -1.7386 -1.7389 -1.7393 -1.7430 -1.7467 -1.7797 -1.8181 -1.8286 -1.8451 -1.9063 -1.9129 -1.9860 -1.9940 -2.0807 -2.1817 -2.1927 -2.3119 -2.4508 -2.6128 -2.8024 -3.0253 -3.2890 Nø max = -1.7103

Nq (tn/m) - Wu x Rm(cosø 1 ) (1+cosø ) -1.6445 -1.6439 -1.6420 -1.6389 -1.6345 -1.6288 -1.5819 -1.5039 -1.3950 -1.3257 -1.3150 -1.2859 -1.2555 -1.2240 -1.2078 -1.2061 -1.2045 -1.2028 -1.2012 -1.1995 -1.1979 -1.1962 -1.1946 -1.1929 -1.1912 -1.1744 -1.1573 -1.0095 -0.8427 -0.7981 -0.7289 -0.4795 -0.4530 -0.1717 -0.1420 0.1708 0.5124 0.5482 0.9220 1.3259 1.7615 2.2313 2.7387 3.2890 Nq max = -1.6445


Figu a N° 15: Fue za de tracció radial cúpula.

Tabl N° 12: Datos de la cúpula.

Diseño d cúpula, es esor =

0 cm

Flu ncia del ace ro (fy) 4200 Kg/cm2 Res stencia del oncreto (f'c 210 Kg/cm2 Mo ulo de elas ecidad del concreto (Ec 218819.8 Kg/cm2 Res stencia a co mpresion d diseño del concreto (f' c) 84 Kg/cm2 Esp sor pro me io de la cúp ula 0.1 m Esp sor de la cú pula zona d e ensanche 0.125 m Cua ntía mínima ρ 0.0018 Fac or de reducción a tracción (Ø) 0.9



Tabla N° 13: Refuerzo radial de la cúpula.

Refuerzo radial (meridiano)(Acciones membrana)

Esfuerzo de traccion radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de tracción radial Ndes1 Área de acero requerida Área de acero mínima requerida Área de acero usado Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

37.5 Tn/m2 0.2 m 1960 Kg

0.519 cm2 0.36 cm2 0.36 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 0.505222 varillas 1 varillas 0.2 m 0.45 m 0.2 m

0.20

m

REVISION A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial) Recubrimiento Peralte efectiva Cuantía necesaria ρ Zona de tension a Área de acero necesaria Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

0.20

Cortante V13 (Radial) factor de reducción a cortante Ø Cortante que resiste la sección propuesta


80 Kg ‐m 4 cm 6.00 cm 0.002738 0.38622 cm 0.328287 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 0.460716 varillas 1 varillas 0.2 m 0.45 m 0.2 m m

147 Kg 0.75 690.69 Kg


Tabla N° 14: Refuerzo tangencial de la cúpula.

Refuerzo tangencial (Paralelo) (Acciones membrana)

Esfuerzo de traccion radial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de tracción radial Ndes2 Área de acero requerida Área de acero mínima requerida Área de acero usado Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

64.68 Tn/m2 0.8 m 921 Kg 0.244 cm2 1.44 cm2 1.44 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 2.02089 varill as 3 varillas 0.266667 m 0.45 m 0.25 m

0.25

m

REVISION A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial) Recubrimiento Peralte efectiva Cuantía necesaria ρ Zona de tension a Área de acero necesaria Área mínima de acero necesaria Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

0.25

Cortante V23 (Radial) factor de reducción a cortante Ø Cortante que resiste la sección propuesta


385 Kg ‐m 4 cm 6.00 cm 0.003317 0.467967 cm 1.591089 cm2 1.591089 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 2.232927 varillas 3 varillas 0.266667 m 0.45 m 0.25 m m

1359 Kg 0.75 2762.76 Kg


Tabla N° 15: Datos de la zona de ensanche de la cúpula.

Diseño de zona de enzanche, espesor =

15 cm

Fluencia del acero (fy) 4200 Kg/cm2 Resistencia del concreto (f'c) 210 Kg/cm2 Modulo de elastecidad del concreto (Ec) 218819.8 Kg/cm2 Resistencia a compresion de diseño del concreto (f'dc) 84 Kg/cm2 Espesor promedio de la cúpula 0.1 m Espesor de ensanche te 0.15 m Factor de longitud de ensanche f 12 1.20 m Longitud de ensanche Espesor promedio de la zona de ensanche 0.125 m Cuantía mínima ρ 0.0035 Factor de reducción a tracción (Ø) 0.9



Tabla N° 16: Refuerzo radial en ambas caras del ensanche de la cúpula.

Refuerzo radial (meridiano)(Acciones membrana)

Esfuerzo de traccion radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de tracción radial Ndes1 Área de acero requerida Área de acero mínima requerida en 2 capas Área de acero mínima requerida en cada capa Área de acero usado Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

0.20

3/8

@

0.20

22 Kg ‐m 4 cm 6.00 cm 0.000735 0.103686 cm 0.088133 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 0.123686 varillas 1 varillas 0.2 m 0.45 m 0.2 m m

Cortante V13 (Radial) factor de reducción a cortante Ø Cortante que resiste la sección propuesta No necesita refuerzo por cortante


0.519 cm2 0.875 cm2 0.4375 cm2 0.6 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 0.842037 varillas 1 varillas 0.2 m 0.45 m 0.2 m

m

REVISION A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial) Recubrimiento Peralte efectiva Cuantía necesaria ρ Zona de tension a Área de acero necesaria Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

30.73 Tn/m2 0.2 m 1960 Kg

147 Kg 0.75 690.69 Kg


Tabla N° 17: Refuerzo tangencial en ambas caras del ensanche de la cúpula.

Refuerzo tangencial (Paralelo) (Acciones membrana)

Esfuerzo de traccion radial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de tracción radial Ndes2 Área de acero requerida Área de acero mínima requerida en 2 capas Área de acero mínima requerida en cada capa Área de acero usado Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

0.25

3/8

@

0.25

385 Kg ‐m 4 cm 6.00 cm 0.003317 0.467967 cm 1.591089 cm2 1.591089 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 2.232927 varillas 3 varillas 0.266667 m 0.45 m 0.25 m m



0.317 cm2 2.8 cm2 1.40 cm2 1.44 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 2.02089 varill as 3 varillas 0.266667 m 0.45 m 0.25 m

m

REVISION A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial) Recubrimiento Peralte efectiva Cuantía necesaria ρ Zona de tension a Área de acero necesaria Área mínima de acero necesaria Diametro de barra Ár ea de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

64.68 Tn/m2 0.8 m 1200 Kg

1359 Kg 0.75 2762.76 Kg


VIG SUPERIOR:

La viga superi r es una e tructura que confina la cúpula

el muro el reservorio,

por lo que esta se som te a esfu rzos de t rsión por las fuerza horizont les pro enientes de la cúpula por acción del sismo

a esfuerzos de com resión por las

fue zas verticales proveni ntes del p so de la c pula y la c rga viva a licada en esta mis a. Por lo que ameri a la verificación de necesidad de refuerzo (estribos) or torsión y corte, asimismo l refuerzo longitudinal. Figu a N° 16: Fue za vertical y orizontal viga superior.

Tabl N° 18: Datos de la viga superior.

Diseño d viga superior, peralte

5 cm

Flu ncia del ace ro (fy) 4200 Kg/cm2 Res stencia del oncreto (f'c 210 Kg/cm2 Mo ulo de elas ecidad del concreto (Ec 218819.8 Kg/cm2 Res stencia a co mpresion d diseño del concreto (f' c) 84 Kg/cm2 Per lte de la vig a 0.25 m Bas e de la viga 0.25 m Esp sor pro me io de la zon a de ensanche 0.25 m Cua ntía mínima ρ 0.0025 Fac or de reducción a torsi n (Ø) 0.85



Tabla N° 19: Refuerzo por torsión y corte de la viga superior.

Refuerzo por torsión y cortante

Fuerza horizontal F11 (efecto torsión) Fuerza vertical F22 (efecto corte) Momento torsionante factorizado Tu Resistencia a la torsión Necesita estribo por torsión Recubrimiento Peralte efectiva Zona de tension a Área de acero necesaria Área de acero mínima requerida Área de acero usado Diametro de bar ra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación Separación máxima Separacion a usar Usar: Ø

3/8

@

0.15

4940 Kg 825 Kg 102875 Kg‐cm 25020 Kg ‐cm 4 cm 21.00 cm 1.128342 cm 1.198863 cm2 1.312202 cm2 1.32 cm2 3/8 pulg 0.712557 cm2 1.852482 varillas 2 varillas 0.17 m 0.45 m 0.15 m

m


1377.75 Kg 0.75 3023.483 Kg

Tabla N° 20: Refuerzo longitudinal de la viga superior.

Refuerzo longitudinal(horizontal)

Momento torsionante factorizado Tu Recubrimiento Peralte efectiva Zona de tension a Área de acero necesaria Cuantía necesaria ρ Área mínima de acero necesaria Área de acero usado Diametro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Usar:


4

Ø

1/2

102875 Kg ‐cm 4 cm 21.00 cm 1.128342 cm 1.198863 cm2 0.002415 1.267708 cm2 1.3 cm2 1/2 pulg 1.266769 cm2 1.026233 varillas 4 varillas


MU O:

El

uro llamado también como cuba requiere r fuerzos v rticales y horizontales ya

que esta se desempeña a tensión p r efecto d la presió hidrostática, en la z na de l masa impulsiva y co vectiva por la acción el sismo, or lo que se requiere los refuerzos hori ontales (paralelos).

l generar e movimi ntos con respecto a la

pro undidad ( ertical) se generan momentos positivos en la zon mo entos ne ativos en la unión e tre el muro y la ci entación,

impulsiv

or lo que se

req iere el ref erzo vertical (meridional). Figu a N° 17: Ten ión y momento vertical d l muro.

Tabl N° 21: Refuerzo anular e ambas cara del muro.

Altura 0.00H

T T/m

M T‐m

d cm

b cm

As min cm2

As cm2

2.350

3.04 0.006

16

100

4.00

.8042328

2.200

2.7 0.006

16

100

4.00 0.71428571

2.050

2.65 0.005

16

100

4.00

1.840

2.9 0.003

16

100

4.00 0.76719577

1.620

3.4 0.005

16

100

4.00

1.410

4.48 0.028

16

100

4.00 1.18518519

1.190

5.15 0.068

16

100

4.00 1.36243386

.7010582 .8994709

0.980

4.5

0.03

16

100

4.00 1.19047619

0.770

4.1 0.022

16

100

4.00 1.08465608

0.580

3.23 0.019

16

100

4.00 0.85449735

0.380

1.94

0.02

16

100

4.00 0.51322751

0.190

0.489 0.027

16

100

4.00 0.12936508

0.000

‐0.02 0.035

16

100

4.00 0.00063492


Ø pulg 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8 3/8

S m 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18

y

S final m 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17


Para diseñar los refuerzos tangenciales o aceros verticales se to a en cuent los momentos flexión tangenci l. Figu a N° 18: Dia rama de Ten ión en el muro.

Figu a N° 19: Dia rama de Mo ento en el

uro.

DIAGRAMA DE MOMEN O

2.5

2.0

H

1.5

A R U T L A 1.0

0.5

0.0 0

0.02

0.04

MOMENT (T-m/m)


0.06

0.08


Tabla N° 22: Refuerzo vertical en ambas caras del muro.

Diseño de acero vertical Espesor del muro t Resistencia del concreto f'c Fluencia del acero grado 60 fy Recubrimiento r Peralte del muro d Ø Ancho de análisis b

0.2 m 280 Kg/cm2 4200 Kg/cm2 4 cm 16 cm 0.9 100 cm

Momento Mu Zona de compresión a Area de acero As Cuantia mínima ρ

6800 Kg‐cm 0.019854 cm 0.112504 cm2

Area de acero mínimo As min Diametro del acero Ø Cantidad de varillas Cantidad de varillas a usar Espaciamiento S Usar: Ø 1/2 @

0.003333 5.333333 cm2 1/2 pulg 4.21 5 0.2 m 0.20 m

Tabla N° 23: Verificación por cortante del muro.

Verificacion por cortante Resistencia al cortantes del concreto Vc Cortante factorizada Vu

10642.32 Kg 1360 Kg

No necesita refuerzo por cortante LOSA DE FONDO:

Para calcular el refuerzo en la losa de fondo se tiene los siguientes momentos se considera que los pesos acumulados provenientes del muro, viga superior, cúpula, la sobre carga y el peso del agua son los que transmiten a la zona de apoyo del muro, por lo que se requiere el análisis por efectos de corte y punzonamiento para determinar el espesor y refuerzo correspondiente en esta zona, en cuanto a la zona del losa de fondo los efectos de presión es proveniente del peso del agua más el peso propio por lo que el espesor y los refuerzos requeridos son menores que la zona de la cimentación corrida.



Tabl N° 24: Cara terísticas del material y suelo para losa de fondo. CA A CTERISTICAS DEL M A TERIA L:

C.A. = wh2o = fy = f'c = Ø=

2.4 1000 4200 280 0.75

tn/m³ Kg/m³ Kg/cm2 Kg/cm2

CA A CTERISTICAS DEL T RRENO DE FUNDACION:

Par a Df =

1. 20 m; 1.08 σ adm Fue te: Estudio e Mecanica de suelos

II ZAPATA DEL MURO DE LA CUBA : Wd:: Mu o: 19603.5 kg Cú ula: 4900.88 kg Vig : 2356.19 kg Pis : 13571.7 kg

Wl: S/C : Ag a:

2042.04 kg 4 252 kg

g/cm2

Base de l zapata

P= 5267 b=(1.15*P/L)/σ b= 0.61 b= 0.65 Ks1= 2.29 Ks=20/b*K s1 Ks = 0.70

kg/m m m Asu ido S elo arcilla bastante blando para zapatas c ntinuals

Ec =15000*(f'c)0.5 Per alte de la za ata

d ≥ 1.45* *(Ks*A/Ec) 1/3 d= 0.350 d= 0.40

Figu a N° 20: Mo ento radial tangencial de la losa de f ndo.


Df

1.20 m


Tabla N° 25: Momento radial y tangencial de la losa de fondo.

Radio 0.00*R 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Coef radial 0.0750 0.0730 0.0670 0.0570 0.0430 0.0250 0.0030 -0.0230 -0.0530 -0.0870 -0.1250

Coef M Radial angencial kg-m/m 0.0750 322.58 0.0740 313.97 0.0710 288.17 0.0660 245.16 0.0590 184.94 0.0500 107.53 0.0390 12.90 0.0260 -98.92 0.0110 -227.95 -0.0060 -374.19 -0.0250 -537.63

Tangenci Kg-m/m 322.58 318.27 305.37 283.87 253.76 215.05 167.74 111.83 47.31 -25.81 -107.53

Tabla N° 26: Refuerzo radial y tangencial de la losa de fondo. CALCULO DEL REFUERZO RADIAL: Mu (+) = 73.98 kg-m/m Mu (-) = -537.63 kg-m/m Parte superior:

Parte inferior:

2

Mu/(φf'cbd ) = As = Asmin = Utilizar Ø

0.015 1.31 cm2 2.17 cm2

3/8 @

Mu/(φf'cbd 2 ) = 0.002 As = 0.18 cm2 Asmin = 2.17 cm2 2 capas Utilizar Ø 3/8 @ 0.3 m

2 capa s 0.3 m

CALCULO DEL REFUERZO TANGENCIAL (ANULAR): Mu (+) = 322.58 kg-m/m Mu (-) = -107.53 kg-m/m Parte superior:

Parte inferior:

2

Mu/(φf'cbd ) = As = Asmin = Utilizar Ø

0.003 0.26 cm2 2.17 cm2

3/8 @

Mu/(φf'cbd 2 ) = 0.009 As = 0.79 cm2 Asmin = 2.17 cm2 2 capas Utilizar Ø 3/8 @ 0.3 m

2 capa s 0.3 m

Figura N° 21: Refuerzo radial y tangencial de la zapata. 0.20 m

0.80 m

Ø

0.40 m

3/8 pulg

@

0.3

m

0.20 m

0.65 m 0.15 m


Ø

3/8 pulg

@

Ø

0.38 pulg en dos capas

@

0.3

m

0.15 m 0.30 m

0.3 m

Diseño de Reservorio apoyado

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