Cisterna

DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA CISTERNA

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h

L

DATOS: h (m) L (m) B (m) ф γ(tn/m3) σt (tn/m2) f'c = (kg/cm2) fy= (kg/cm2)

CONCRETO ARMADO II

2.50 5.00 2.00 30 1.95 20.00 210.00 4200.00

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I.- DISEÑO DE LA PARED 1º Determinacion de Ka   Ka  tg 2  45   2 

Ka = 0.333 2º Predimensionado Asumo:

t

hz = 0.350 m 1 *  * h 2 * Ka 2

Ea 

Ea = 1.502 T/m h Ea

M

 h     * Ea  3 

M = 1.077 T-m

h/3

Mu =

1.6 M =

1.723 T-m

Ahora calculo el espesor "t" y para eso utilizo la formula de flexion

MU  0.9*b*d2 * fy* p *(1 0.59* p *

fy ) f ci

d = 15.277 cm t= d + rec. +ф/2 t= 20.072 cm t= 20 cm

Mu= 1.723 t-m

3º Verificacion por cortante a).- calculo del peralte efectivo d= 15.365 cm b).- calculo de vdu 1 Vdu  1.6 *   *  * Ka * (h  d )2  2

Vdu = 2.072 T

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b).- calculo de фVc

 V C  0 . 85 * 0 . 53 *

f ic * b * d

фVc = 10.031 T фVc

>

Vdu

……………… ok

4º Diseño de la pantalla a).- Acero vertical • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 2.766 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 1.723 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4 cm d= 15.365 cm

b= 100 cm f'c= 210 kg/cm2 5

A s= A s= A s= A s= A s=

3.296 3.222 3.041 3.037 3.037 Usar :

a= a= a= a=

cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 ø Nº03

@ 0.18 m

0.775 cm 0.758 cm 0.716 cm 0.715 cm

18.4 4.26 0.71 3

5

(As=3.56 cm2)

b).- Acero horizontal Según la norma E-060 para acero menor a 5/8" el refuerzo horizontal para muros tiene una cuantia de 0.002 As = 3.073 cm2 Datos: rec.= 4 cm Usar :

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ø Nº03

b= 100 cm @ 0.19 m

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19.2 4.31 0.71

5 3

(As=3.56 cm2)

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II.- DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO Direccion X-X a).-Calculo de Wu: Carga muerta Asumo: e.muro=

0.20 m

Muros = Losa de fondo = Losa de cubierta = Peso agua=

e.losa fondo =

0.15 m

e.losa cubierta =

0.15 m

15.792 T 3.600 T 3.600 T 16.192 T

Carga viva S/C = 250 kg/m2 S/C = 2.500 T Carga total = 41.684 T b).-Verificacion de presiones: σ = 4.168 T/m2

<

σ t= 20.000 T/m2

……………….. ok

c).-Presion de diseño: σu = 5.911 T/m2 d).- Momentos de empotamiento en los extremos : Me 

W * L2 192

Mue = -0.770 T- m e).- Momentos en el centro: Mc 

W * L3 384

Muc= 0.385 T- m

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f).- Diagrama de momentos flectores: M= 0.385 t-m

M= 0.770 t-m

M= 0.770 t-m

g).- Calculo del espesor: Para el calculo del espesor de la losa utilizo en momento maximo que en este caso es Mu= 0.77 t-m. MU  0.9 *b * d 2 * fy * p * (1 0.59* p *

fy ) i fc

d = 10.211 cm e= d + rec. +ф/2 e= 15.006 cm e= 15 cm h).- Calculo de acero: • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 2.700 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 0.770 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4.0 cm d= 10.205 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2 5

A s= A s= A s= A s= A s=

2.217 2.168 2.046 2.043 2.043

Usar :

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a= a= a= a=

cm2 cm2 cm2 cm2 cm2

ø Nº03

0.522 cm 0.510 cm 0.481 cm 0.481 cm

@ 0.18 m

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18 3.79 0.71 3

4

(As=2.85 cm2)

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Direccion Y-Y a).-Calculo de Wu: Wu= 5.911 T/m b).- Momentos de empotamiento en los extremos :

M  

W U * L2 192

Me = -0.123 T- m c).- Momentos en el centro:

M

c



W * L3 384

Mc= 0.062 T- m c).- Diagrama de momentos flectores: M= 0.062 t-m

M= 0.123 t-m

M= 0.123 t-m

e).- Calculo de acero:

• Acero minimo

As  0.0018b * d As = 2.700 cm2 • Acero efctivo Datos: Mu= 0.123 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 4.0 cm d= 10.205 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2 5

A s= A s= A s= A s= A s=

0.355 0.339 0.320 0.320 0.320

Usar :

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a= a= a= a=

cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 ø Nº03

0.083 cm 0.080 cm 0.075 cm 0.075 cm

@ 0.18 m

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18 3.79 0.71 3.0

4

(As=2.85 cm2)

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III.- DISEÑO DE LA LOSA DE CUBIERTA Para el diseño de la losa de cubierta utilizare el metodo del ACI: Y

A=2m

0.13 X B=5m

a).- Calculo de espesor : e=

L 36

=

0.15 m

b).- Calculo de Wu : Carga viva

Carga Muerta Peso de losa Peso de agua

= =

0.360 T/m2 2.500 T/m2

Wu

=

4.429 T/m2

S/C = 250 kg/m2 S/C = 0.250 T

c).- Direccion X : 1º Calculo de momentos flectores A = 2.00 m

B = 5.00 m 0.44

m=

2 5

=

0.5

Como observamos nuestro m=0.5 entonces nos corresponde el caso 1 Momentos positivos: MB =

Cb,cm Wucm B2 + Cb,cv Wucv B2

De tabla se obtiene: Cb,cm = 0.006 Cb,cv = 0.006 MB= 1.329 T- m

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2º Verificacion del cortante en la losa

VC  0.85 * 0.53 *

f ic * b * h

фVc = 9.793 T Vdu 

0.06 * WB * B 2 2* B

Vdu= 0.664 T фVc

>

……………… ok

Vdu

3º Verificacion del cortante en los apoyos de la losa

VC  0.85 * 0.53 *

f ic * b * h

фVc = 13.057 T Vdu 

2 * VB * B 2

Vdu= 3.322 T фVc

>

Vdu

……………… ok

4º Calculo de acero. • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 1.837 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 1.329 T-m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 2.5 cm d= 10.205 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2 5

A s= A s= A s= A s= A s=

3.827 3.815 3.603 3.594 3.593

Usar :

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a= a= a= a=

cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 ø Nº03

0.901 cm 0.898 cm 0.848 cm 0.846 cm

@ 0.20 m

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19.8 5.04 0.71 3

6

(As=4.28 cm2)

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c).- Direccion Y: 1º Calculo de momentos flectores A = 2.00 m m=

2 5

=

B = 5.00 m 0.5

Momentos positivos: MA =

Ca,cm Wucm A2 + Ca,cv Wucv A2

De tabla se obtiene: Ca,cm = 0.095 Ca,cv = 0.095 MA = 3.366 T- m

2º Verificacion del cortante en la losa

VC  0.85 * 0.53 *

f ic * b * h

фVc = 9.793 T Vdu 

0.94 * W * A 2 2* A

Vdu= 4.163 T фVc

>

Vdu

……………… ok

3º Verificacion del cortante en los apoyos de la losa

VC  0.85 * 0.53 *

f ic * b * h

фVc = 13.057 T Vdu 

2 * VA * A 2

Vdu= 8.327 T фVc

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>

Vdu

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……………… ok

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4º Calculo de acero. • Acero minimo

As  0.0018b * d As = 1.837 cm2 • Acero efectivo Datos: Mu= 3.366 T- m fy= 4200 kg/cm2

rec.= 2.5 cm d= 10.205 cm

B= 100 cm f'c= 210 kg/cm2 5

A s= A s= A s= A s=

Usar :

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a= a= a= a=

9.696 cm2 10.402 cm2 9.915 cm2 9.852 cm2 ø Nº04

2.281 cm 2.448 cm 2.333 cm 2.318 cm

@ 0.17 m

Página 10

16.9 7.78 1.27 4

8

(As=10.13 cm2)

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