Diseño cálculo - Reservorio

DISEÑO DE RESERVORIO DE TANQUE ELEVADO 1) INTRODUCCION Para realizar el diseño de un reservorio, como elemento didáctico, les presento la Memoria de Cálculo del Proyecto “reservorio elevado de 400m3 del distrito de LA TINGUIÑA, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE ICA, ubicado en el distrito de La Tinguiña, Provincia de Ica, del Departamento de Ica, Muchas son las formas que puede adoptar un reservorio elevado, tanto la cuba con el soporte, siendo uno de los mas tradicionales el tipo de INTZE por su buen comportamiento estructural y estética, especialmente en el caso de volúmenes grandes. Su geometría permite minimizar concreto y fierro ya que la mayoría de sus elementos trabajan a compresión. El diseño complejo de un reservorio de este tipo; teniendo además como soporte un sistema de fuste, sometida a cargas estáticas y dinámicas, el cual constituye el complemento típico de estas estructuras y uno de los primeros en emplearse en muestro medio. El reservorio está estructurado sobre la base de placas de confinamiento y elementos estructurales constitutivos de dicho elemento.

El diseño estructural de la infraestructura principal ha sido efectuado, como parte del proyecto estructural, el Estudio de Mecánica de suelos ha sido elaborado por la empresa PROGEIN E.I.R.L., siendo las condiciones generales de cimentación las siguientes:  Tipo de Cimentación: Platea de Cimentación Circular (diámetro mayor a 12.25 m).  Asentamiento admisible: 2.5 cm.  Estrato de apoyo de cimentación: lentes de limo y arenas finas mal graduadas.  Profundidad de cimentación: 3.00 m (mínimo).  Diseño Sismo resistente: Z= 0.4g, S= 1.4 y Ts= 0.9 sg.  Presión admisible: 1.02 kg/cm2.  Agresividad del suelo: Baja, uso de cemento Tipo I (relación a/c= 0.50).

El esquema de estudio se basa en el Análisis estructural, considera una calidad de concreto f’c=210 Kg/cm 2, f’c=245 Kg/cm2 considerando las dimensiones de la estructura. 2) -

0BJETIVOS Analizar y diseñar la estructura del reservorio tipo INTZE, de acuerdo a las Normas y criterios Sismo resistentes (NTE-030) (Norma Peruana de Estructuras), Normas internacionales vigentes, Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-05 (NTE-060), Norma Técnica E070Albañileria (2006).

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Conocer su capacidad Sismo resistente y su comportamiento ante un evento sísmico durante su vida útil, bajo los requerimientos de la Norma Técnica Peruana de Edificaciones E-030 de Diseño Sismo resistente vigente (2006).

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Evaluar el proyecto según el Reglamento Nacional de Construcciones vigente a la fecha, con el propósito de efectuar el diseño respectivo.

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Aplicar las consideraciones que establece la norma de diseño sismo resistente actual (N.T.E. E.030, E.060) con el propósito de evaluar la propuesta estructural mediante una evaluación sísmica y el posterior diseño estructural.

3)

CRITERIOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL 3.1 ANALISIS Para el análisis de los efectos hidrostáticos sobre las paredes del tanque, los ingenieros cuentan con varias herramientas, las cuales según la forma de este son mas o menos complejas, así para un tanque cilíndrico se tienen ecuaciones que permiten obtener en relación a el diámetro y a la altura del liquido almacenado, la presión actuante o directamente el espesor requerido.

3.2 DISEÑO El diseño deberá basarse en el código pertinente según el uso que tendrá el tanque, ya que según esto se establece determinado rango de materiales, factores de seguridad y limites a la resistencia de los materiales a emplear.

Los reservorios se pueden modelar, diferenciando la zona del recipiente, que denominaremos cuba, y la zona de la estructura de soporte que llamaremos fuste. La altura total de la cuba (Hc).estará comprendida entre el centro de gravedad del fondo que comprende el fondo tronco cónico y el fondo esférico, y el centro de gravedad del techo esférico. La altura (Hf) se considera desde la zona inferior del fuste, aswnida como empotrada y la parte inferior de la cuba, la altura total será Ht = Hf + Hc. 3.3 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO SISMICO Los Reservarías, Elevados de Concreto Armado son Estructura Tubulares de Soporte se diseñarán para resistir las cargas de gravedad y la combinación de cargas de gravedad y fuerzas sísmicas horizontales actuando simultáneamente. Las cargas verticales- corresponderán al peso total de la estructura y el del líquido almacenado considerando al reservorio lleno a su máxima capacidad. 4)

CARACTERISTICAS DEL SUELO.

Parámetros de diseño para la cimentación Profundidad de cimentación: Presión admisible: Factor de seguridad: 5)

3.00 m. Qadm= 1.02 kg/cm2 3

HIPÓTESIS DE CALCULO La estructura fue analizada con modelos tridimensionales. En el análisis se supuso comportamiento Elástico y Dinámico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales. Los muros de concreto armado se modelaron con elementos de cáscara, con rigideces de membrana y de flexión. Propiedades de los Materiales: Se consideró f’c= 210 kg/cm 2, 240 kg/cm2.

6)

COMBINACIONES DE CARGA La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en un procedimiento de cargas factoradas, conforme a la Norma Técnica de Edificación E-060 "Concreto Armado" y al código ACI 318. Los factores de carga se indican en la tabla siguiente. D denota efectos de cargas permanentes, L1 y L2 aquellos debidos a cargas vivas, Presión de Agua y Sismo.

Factores de Carga Combinación 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7)

D

L

Presión de

Sismo

agua 1.0 0 0 0 1.0 0 0 0 1.5 1.8 0 0 0 0 1.00 0 Comb1+Cmob2+Com3+Comb4+Com5+Com6 1.50 1.80 1.8 0 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 -1.25 Comb8+Cmob7+Com5 Comb9 + terreno

NORMAS Y REGLAMENTOS a) b) c) d) e)

Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-020 "Cargas". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-030 "Diseño Sismo Resistente". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-050 "Suelos y Cimentaciones". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-070 “Albañilería Confinada”. Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-060 “Concreto Armado”.

8)

PREDIMENSIONADO:

9)

METRADO DE CARGAS

10) ANALISIS SISMICO

11) DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

º

Medida de la parte inferior a superior.

23.00 280

VERIFIFACION DE LA CIMENTACION POR CORTE UNIDIRECCIONAL

1.- Momentos máximos otorgados por la presión de agua.

2.- Momentos máximos otorgados por efectos de Sismo.