Diseño Estructural Tanque Enterrado

DISEÑO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL DE UN TANQUE RECTANGULAR DE HORMIGON ARMADO (UNA CELDA) Proyecto: Ubicación: Fecha:

19/09/2016

Dat o s d e d i s eñ o :

Di m en s i o n es d el t an q u e:

δs =

1700 kg/m3 (suelo seco)

c=

6.30 m

δsat =

2000 kg/m3 (suelo saturado)

b=

9.30 m

δw =

1000 kg/m3 (agua)

a=

3.00 m

b = 9.3 m

c = 6.3 m

Espesores:

φ = δh =

2400 kg/m3 (hormigón armado)

p=

0.30 m

Muros

c=

5.16 T/m 2 (cohesión)

e=

0.25 m

Base

q=

1400 kg/m2 (capacidad portante)

t=

0.25 m

T apa

33

°

a=3m h

h=

2.00 m (carga de agua)

Recubrimientos:

f=

1.50 m (nivel freático)

r 1 =

7 .5

cm

Muros

q=

120

2

kg/m  (sobrecarga)

r 2 =

7 .5

cm

Base

f' c =

240

kg/cm2 (concreto)

r 3 =

2

cm

T apa

fy = NF =

f = 1.5 m

2

4200 kg/cm  (acero) 13

Tabla No.1: Determinación de fuerzas en la estructura

# golpe golpes s repr represe esenta ntativ tivo o Id

Resumen de fuerzas en la estructura:

Dimensiones, m

Cant.

 Area

s

l

e

m

Vol.

2

m

3

Peso

Observación

Ton.

Peso total de estructura funcionando: W t =

223488

kg

W1

1

6.30

9.30

0.25

58.59

14.65

35.15

Base

Peso estructura vacia (sin agua): W a =

124308

kg

W2

2

2.50

5.70

0.30

14.25

8.55

20.52

Muro corto

89154

kg

W3

2

2.50

9.30

0.30

23.25

13.95

33.48

Muro largo

W4

1

6.30

9.30

0.25

58.59

14.65

35.15

Tapa

W5

1

5.70

8.70

2.00

49.59

99.18

99.18

 Agua

Peso estructura vacia sin base: W b =

Coeficiente Coeficiente activ o:

=

0.295

Cohesión (SPT): (SPT):

=

5.16

T/m

=

5.64

T/m 2

=

Presión por empuje de tierra:

204.27 204.27 150.98 150.98 223.4 223.49 9

2

=

 Altu ra crít ica: -14555

=

Relacion de dimensiones:

kg (-14.55 T)

11.18 m 7.80

Presión máxima para flexión en marcos horizontales:

=

348

kg/m

→ Muros

0.13

Presión Presión máxima para flexión en pórticos verticales:

=

2652

kg/m2

→ Losa de fondo

0.68

2

1. Diseño de muros, bajo presión hidrostática: Momento en las esquinas: Momento en centro - lado largo:

1803 kg kg-m

Momento en centro - lado corto:

233.7 kg-m

Cortante en lado largo:

1097

kg

Cortante en lado corto:

1619

kg

22.50

cm

d = p - r 1 =

Espesor útil en muros: Cortante critico en muros:  Area de hormigón:

Tabla No.2: Momentos en marcos horizontales Mo m en t o s , k g -m Mu , k g -m h p

-1961 kg-m

3000

cm

ME

ML

Ml

ME

ML

Ml

kg/m

1.00

116

-654

601

-78

-1360

1250

-162

2.00

232

-1307

1202

-156

-2719

2500

-324

3.00

348

-1961

1803

-234

-4079

3751

-486

Tabla No.3 Cortantes en marcos horizontales Cortes, kg Vu, kg h p

= 13856

 Ag = bw * h =

a/3 2a/3 a

2

m

a/3 2a/3 a

kg

m

kg/m 2

1.00

116

TL

Tl

TL

366

540

965

1425

Tl

2.00

232

731

1079

1930

2849

3.00

348

1097

1619

2895

4274

2

Tabla No.4: Acero de refuerzo calculados Corte admisible-muro largo: Cortante de diseño:

= 13292

kg ME

Vu = 4,274 kg → Por lo tanto: Vc > Vu »»» »»» (O.K)

d 1 = d - 5 =

Espesor útil para flexión:

17.50

cm

a 2a/3 Mu, kg-m

a/3

-4079 -2719

k = 0.85 * f'c * b w * d =

5E+05

kg

 Acero de refuerzo por por flexión:

=

5.82 cm 2 (As1)

 Acero de refuerzo por por Tensión:

=

1.13 cm 2 (As2)

2a/3

a/3

-1360

6.35

4.19

2.08

ML

3751

2500

1250

5.82

3.85

1.91

Ml

-486

-324

-162

0.74

0.49

0.25

Tensión (cm 2/ml)

Vu, kg Coeficiente:

a

Flexión (cm 2/ml)

TL

2895

1930

965

0.77

0.51

0.26

Tl

4274

2849

1425

1.13

0.75

0.38

Tabla No.5: Acero de refuerzo en Muros

 Acero de refuerzo Total:

 As TOTAL = As1 + As2 =

6.96

cm 2

2. Diseño Diseño de lo sa de fondo u nión emp otrada (base): Momentos en pórticos verticales:

=

 As TOTAL (cm 2/m l ) a 2a/3 a/3 ME

5579 kg-m

Momento centro luz - lado corto:

408 kg-m

6.96

4.60

2.28

1.50

1.00

0.50

No.

3 4 5 6

min

2.08

Ml

2.5

3978 kg-m

4.19

ML

3978 kg-m

Momento centro luz - lado largo:

T ensión en losa de fondo:

6.35

 As

5.83

As  Adop tado  (cm 2/ml) a 2a/3 a/3 6.35 5.83 5.83 6.96 5.83 5.83 5.83 5.83 5.83

# de barras 1Ø12 @ 18 cm 1Ø12 @ 18 cm 1Ø12 @ 20 cm

Tabla No.6: Especificaciones de varillas de acero Pes o Area  @ 40 @ 30 @ 20 @ 18 @ 15

@ 13

@ 10

mm

kg/m

cm2

2.50

3.33

5.0

5.70

6.68

8.00

10.00

8 10 12 16 20

0.395

0.503

1.26

1.67

2.51

2.87

3.36

4.02

0.617

0.785

1.96

2.62

3.93

4.48

5.25

6.28

7.85

0.888

1.131

2.83

3.77

5.65

6.45

7.55

9.05

11.31

1.578

2.011

5.03

6.70

10.05

11.46

13.43

16.08

20.11

2.466

3.142

7.85

10.46

15.71

17.91

20.99

25.13

31.42

Ø

5.03

Espesor útil losa de fondo: Coeficiente:

d = e - r 1 =

k = 0.85 * f'c * b w * d =

17.50

cm

4E+05

kg

Mu kg-m

3. Diseño d e losa sup erior maciza (tapa): Peso tapa: CM (D) = Area * t * δh =

600

kg/m

2

C ar ga vi va ( as um ida ):

5 00

kg/m

2

1 520

kg/m

2

C V ( L) =

C ar ga úl ti ma : U = 1. 2 D + 1. 6 L = Carga última - lado corto:

Espesor útil losa superior: Espesor útil para flexión: Coeficiente:

264

d = e - r 3 = d 1 = d - 2 =

k = 0.85 * f'c * b w * d =

Cortante critico en tapa (Ø=1): Cortante de diseño:

cm /ml

kg

cm /ml

TOTAL

MIN.

ADOP.

13.59 22.64 5.83

M A

8274

13.59

M'F

11604

19.86 10501

M''F

848.1

  r  o    l  a   C

Vu

Mc

 As1

ME

 As1

 As

 As ADOP.

kg

kg-m

cm /ml

2

kg-m

cm /ml

2

min

cm /ml

7.00

8.18 7.00

13.59 2.78

1.29

22.64

5.83

1.49

1Ø16 @ 15 cm 1Ø20 @ 15 cm 1Ø12 @ 20 cm

Tabla No.7: Acero de refuerzo en Losa Superior (t apa) 1256 kg/m

Carga última - lado largo:

Tabla No.7: Acero de refuerzo en Losa de Cimentación  As1  As2 Tu Refuerzo cm 2/ml # de barras 2 2

23.00

cm

21.00

cm

4E+05

kg

kg/m

Corto

4653

6229

8.18

4153

5.37

Largo

1446

2859

3.67

1906

2.43

Refuerzo - temperatura (retracción fraguado): 2  As = 0,0018 * bw * d = 3.96 cm

= 17243

kg

Vu = 4,653 kg → Por lo tanto: Vc > Vu »»» (O.K)

→

2

# de barras 1Ø12 @ 15 cm 1Ø12 @ 18 cm

1Ø10 @ 20 cm