Memoria Calculo Reservorio 400m3

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3 1.- DESCRIPCION DEL MODELO Se trata de un reservorio circular con cupula de concreto armado

VISTA EN PLANTA

                 

B

B    

A

A 

1

1'

2

PLANTA RESERVORIO, CASETA CAP.(400.00m3)

PROYECTO:

B

B    

A

A

MEMORIA DE CALCULO 400.00 M3   : RESERVORIO 

1

1'

2

PLANTA RESERVORIO, CASETA CAP.(400.00m3)

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

CORTE TRANSVERSAL

VISTA EN PERSPECTIVA

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

2.- CONSIDERACIONES PARA EL MODELAMIENTO EN SAP2000 I.- DATOS GENERALES V = 400.00 m³ hl = 0.60 m. &c = 2400.00 kg./m³ &a = 1000.00 kg./m³ f'c = 210.00 kg./cm² Ec = 217370.65 kg./cm² fy = 4200.00 kg./cm² S/C = 100.00 kg./m² Ócp = 15.00 kg./cm² fct = 10.00 kg./cm² fat = 800.00 kg./cm² Ós = 0.70 kg./cm² g = 9.81 m/s²

: Volumen necesario del Reservorio : Altura de borde libre : Peso especifico del concreto : Peso especifico del agua : Esfuerzo ultimo del concreto : Modulo elasticidad del concreto : Esfuerzo de fluencia del concreto : Sobre carga en la cúpula : Esfuerzo permisible del concreto a compresion por pandeo : Esfuerzo permisible de tension directa del concreto : Esfuerzo permisible de tension directa del acero : Capacidad Portante del suelo : Gravedad

II.- GEOMETRIA DEL RESERVORIO Se recomienda que el diámetro de la cuba sea igual al mitad de la altura del reservorio. h = 4.65 m. : Altura de Agua del reservorio Dr = 10.50 m. : Diámetro interior del reservorio Di = 12.80 m. : Diámetro de losa de fondo Lv = 0.90 m. : Longitud de volado del cimiento exterior tba = 0.80 m. : Espesor de cimiento de muro de reservorio tlf = 0.20 m. : Espesor de losa de fondo tmu = 0.25 m. : Espesor del muro del reservorio tcu = 0.075 m. : Espesor de la cúpula f = 1.75 m. : Flecha de la cúpula Dc = 10.65 m. : Diámetro del eje central de la cúpula R = 8.98 m. : Radio de la cúpula Dv = 0.60 m. : Diámetro de ventilación parte superior Øo = 1.915 Grados : Angulo de integracion Inicial Øf = 36.385 Grados : Angulo de integracion Final

CARACTERISTICAS DEL RESERVORIO

Volumen efectivo

=

402.64 m³

h = 4.65

De =

10.50

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

III.-ANALISIS ESTRUCTURAL El análisis estructural del reservorio cilíndrico se realizo usando el programa sap2000, para el análisis se ha considerado al reservorio como una estructura laminar mixta, es decir como membrana y como placa.

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

IV.-ITERACION LIQUIDO ESTRUCTURA

Para la idealización del reservorio se ha considerado el efecto de chapoteo del agua cuando el reservorio se encuentre lleno. En el estudio de reservorio el principal problema son las presiones hidrodinámicas producida por el oleaje o chapoteo de las aguas en movimientos. Tal como se muestra en la figura V.- SISTEMA MECANICO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO (RESERVORIO CIRCULAR)

Se utiliza la teoria simplificada de Housner, que inicialmente lo desarrollaron Graham Y Rodriguez, el cual considera un modelo de masa resorte en la cual se planteó expresiones para un sistema mecanico equivalen Tal como se aprecia en la figura.de las masas asociadas al tanque y sus propiedades en la pared. MOVIMIENTO DEL FLUIDO EN EL TANQUE

MODELO DINAMICO (Masa resorte)

3.- ANALISIS DINAMICO El procedimiento a seguir en el analisis dinámico es: a). DETERMINAR LA MASA DE LA ESTRUCTURA QUE ACTIVA EL SISMO PESO DEL MURO DEL TANQUE (Ww)

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

Ww =

106.3822 tn

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

PESO DE LA BASE DEL TANQUE (Wb)

  c  Wb   1000  Wb =

  2 Lv  2Tmu  Dr  2    Di  2      Tba       Tba  Tlf          2  2      

57.92092 tn

PESO DE LA CUPULA DEL TANQUE (Wcu)

Wcu = 13.02563 tn PESO DEL AGUA (Wa)

 Dr  Wa       2  Wa =

2

 Hl  a

402.64 tn

PESO EFECTIVO(Wp) Calcular el peso de los muros del estanque Ww y de la losa de cubierta Wr. Calcular el coeficiente x de acuerdo a la siguiente ecuación:

x=

0.667154

Asmin

=

3.60

cm²/m

También se sabe : Asmin = 0,0018 d Para : Ø

3/8"

=

1.43

cm²

El espaciamiento será: S =

Pero se colocara

Ø 3/8"

a

22.80

cm

22.5 cmts.

REFUERZO VERTICAL Tambien se sabe que el momento ultimo es: Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X) Donde : Ø: b: d: X:

0.9 100 20.0 ??

Coeficiente de reduccion por flexion Ancho de la losa de analisis ( cm.) Espesor de losa menos recubrimiento Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para:

Mu

=

16568.51 kg. x m

(Momento Máximo que se esta presentando en el muro )

Resiolviendo la Ecuación X1 X2

= =

1.436 0.259

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene :

X2

=

p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que : fy = faf

=

4200.0 kg/cm2

Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : p

=

0.0129

También:

As

=

25.86

cm²/m > Asmin.

1/2"

=

1.27

cm²

Asmin.

=

3.60

cm²/m

El espaciamiento será: S =

9.82

cm a dos capas

Ok

Para : Ø

Se colocara Ø 1/2" a

20

doble malla

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3 7.- DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO LOSA DE FONDO Se tiene que el Momento en el borde es de ( 70% ) El espesor de losa es de: 25 cm.

Mb

=

1656.85 Kg.-m

Tambien se sabe que el momento ultimo es: Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X) Donde : Ø: b: dL : X:

0.9 100 18 ??

Coeficiente de reduccion por flexion Ancho de la losa de analisis ( cm.) Espesor de losa menos recubrimiento, siendo el Recubrimiento de 7 Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para:

Mu

=

1656.85 kg. x m

(Momento Máximo que se esta presentando en la losa )

Resiolviendo la Ecuación X1 X2

= =

1.667 0.028

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene :

X2

=

p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que : fy = faf

=

1200.0 kg/cm2

Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : p

=

0.0048

También:

As

=

8.66

cm²/m > Asmin.

1/2"

=

1.27

cm²

Asmin.

=

3.24

cm²/m

El espaciamiento será: S =

29.32

cm

Ok

Para : Ø

Se colocara Ø 1/2" a

20

ambos sentidos

n por pandeo

f = 1.75

H = 5.25

00, para el análisis se ha rana y como placa.

ua cuando el reservorio se s hidrodinámicas producidas igura

am Y Rodriguez, el cual istema mecanico equivalente. des en la pared.

(Masa resorte)

ar el coeficiente x

el primero es excluyendo la

0.2883

NO USAR

0.3750

USAR

0.5875

0.4500

NO USAR

0.8927

USAR

0.8401

ENTES IMPULSIVA Wi

Impulsivas (Rwi) Convectivas (Rwc)

. Horizontal Ci

. Horizontal Cc

les vana estar unidas al uctura laminar esto debido al

ON CONVECTIVA y = 4.65 1.663 1.638 1.563 1.440 1.274 1.069 0.832 0.569 0.289 0.000 -0.289 -0.569 -0.832 -1.069 -1.274 -1.440 -1.563 -1.638 -1.663 -1.638 -1.563 -1.440 -1.274 -1.069 -0.832 -0.569 -0.289 0.000 0.289 0.569 0.832 1.069 1.274 1.440 1.563 1.638 1.663

"asignada por el software"

cms. ok.

cms. ok.

zar un ensanche L

s tangenciales, debidos a los siderados) por lo cual se ha o luego hasta los 0.10cm.

compresión pura. El espesor

s radiales

e 3/8" cada 0,20 m.

RA FEIJOO)

= 18634.13 Kg.

ENSIONES

cms. ok.

RIVERA FEIJOO)

1656.85 Kg.-m

MOMENTOS

Asmin.

entando en el muro )

ok.

lexion del acero.

a dos capas

cm.

entando en la losa )

lexion del acero.

mbos sentidos

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3 1.- DESCRIPCION DEL MODELO Se trata de un reservorio circular con cupula de concreto armado

VISTA EN PLANTA

                 

B

B    

A

A 

1

1'

2

PLANTA RESERVORIO, CASETA CAP.(400.00m3)

PROYECTO:

B

B    

A

A

MEMORIA DE CALCULO 400.00 M3   : RESERVORIO 

1

1'

2

PLANTA RESERVORIO, CASETA CAP.(400.00m3)

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

CORTE TRANSVERSAL

VISTA EN PERSPECTIVA

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

2.- CONSIDERACIONES PARA EL MODELAMIENTO EN SAP2000 I.- DATOS GENERALES V = 400.00 m³ hl = 0.60 m. &c = 2400.00 kg./m³ &a = 1000.00 kg./m³ f'c = 210.00 kg./cm² Ec = 217370.65 kg./cm² fy = 4200.00 kg./cm² S/C = 100.00 kg./m² Ócp = 15.00 kg./cm² fct = 10.00 kg./cm² fat = 800.00 kg./cm² Ós = 0.70 kg./cm² g = 9.81 m/s²

: Volumen necesario del Reservorio : Altura de borde libre : Peso especifico del concreto : Peso especifico del agua : Esfuerzo ultimo del concreto : Modulo elasticidad del concreto : Esfuerzo de fluencia del concreto : Sobre carga en la cúpula : Esfuerzo permisible del concreto a compresion por pandeo : Esfuerzo permisible de tension directa del concreto : Esfuerzo permisible de tension directa del acero : Capacidad Portante del suelo : Gravedad

II.- GEOMETRIA DEL RESERVORIO Se recomienda que el diámetro de la cuba sea igual al mitad de la altura del reservorio. h = 4.65 m. : Altura de Agua del reservorio Dr = 10.50 m. : Diámetro interior del reservorio Di = 12.80 m. : Diámetro de losa de fondo Lv = 0.90 m. : Longitud de volado del cimiento exterior tba = 0.80 m. : Espesor de cimiento de muro de reservorio tlf = 0.20 m. : Espesor de losa de fondo tmu = 0.25 m. : Espesor del muro del reservorio tcu = 0.075 m. : Espesor de la cúpula f = 1.75 m. : Flecha de la cúpula Dc = 10.65 m. : Diámetro del eje central de la cúpula R = 8.98 m. : Radio de la cúpula Dv = 0.60 m. : Diámetro de ventilación parte superior Øo = 1.915 Grados : Angulo de integracion Inicial Øf = 36.385 Grados : Angulo de integracion Final

CARACTERISTICAS DEL RESERVORIO

Volumen efectivo

=

402.64 m³

h = 4.65

De =

10.50

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

III.-ANALISIS ESTRUCTURAL El análisis estructural del reservorio cilíndrico se realizo usando el programa sap2000, para el análisis se ha considerado al reservorio como una estructura laminar mixta, es decir como membrana y como placa.

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

IV.-ITERACION LIQUIDO ESTRUCTURA

Para la idealización del reservorio se ha considerado el efecto de chapoteo del agua cuando el reservorio se encuentre lleno. En el estudio de reservorio el principal problema son las presiones hidrodinámicas producida por el oleaje o chapoteo de las aguas en movimientos. Tal como se muestra en la figura V.- SISTEMA MECANICO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO (RESERVORIO CIRCULAR)

Se utiliza la teoria simplificada de Housner, que inicialmente lo desarrollaron Graham Y Rodriguez, el cual considera un modelo de masa resorte en la cual se planteó expresiones para un sistema mecanico equivalen Tal como se aprecia en la figura.de las masas asociadas al tanque y sus propiedades en la pared. MOVIMIENTO DEL FLUIDO EN EL TANQUE

MODELO DINAMICO (Masa resorte)

3.- ANALISIS DINAMICO El procedimiento a seguir en el analisis dinámico es: a). DETERMINAR LA MASA DE LA ESTRUCTURA QUE ACTIVA EL SISMO PESO DEL MURO DEL TANQUE (Ww)

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

Ww =

106.3822 tn

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

PESO DE LA BASE DEL TANQUE (Wb)

  c  Wb   1000  Wb =

  2 Lv  2Tmu  Dr  2    Di  2      Tba       Tba  Tlf          2  2      

57.92092 tn

PESO DE LA CUPULA DEL TANQUE (Wcu)

Wcu = 13.02563 tn PESO DEL AGUA (Wa) 2

 Dr  Wa       Hl  a  2  Wa =

402.64 tn

PESO EFECTIVO(Wp) Calcular el peso de los muros del estanque Ww y de la losa de cubierta Wr. Calcular el coeficiente x de acuerdo a la siguiente ecuación:

x=

0.667154

Asmin

=

3.60

cm²/m

También se sabe : Asmin = 0,0018 d Para : Ø

3/8"

=

1.43

cm²

El espaciamiento será: S =

Pero se colocara

Ø 3/8"

a

22.80

cm

22.5 cmts.

REFUERZO VERTICAL Tambien se sabe que el momento ultimo es: Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X) Donde : Ø: b: d: X:

0.9 100 20.0 ??

Coeficiente de reduccion por flexion Ancho de la losa de analisis ( cm.) Espesor de losa menos recubrimiento Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para:

Mu

=

16568.51 kg. x m

(Momento Máximo que se esta presentando en el muro )

Resiolviendo la Ecuación X1 X2

= =

1.436 0.259

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene :

X2

=

p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que : fy = faf

=

4200.0 kg/cm2

Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : p

=

0.0129

También:

As

=

25.86

cm²/m > Asmin.

1/2"

=

1.27

cm²

Asmin.

=

3.60

cm²/m

El espaciamiento será: S =

9.82

cm a dos capas

Ok

Para : Ø

Se colocara Ø 1/2" a

20

doble malla

PROYECTO:

MEMORIA DE CALCULO : RESERVORIO 400.00 M3 7.- DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO LOSA DE FONDO Se tiene que el Momento en el borde es de ( 70% ) El espesor de losa es de: 25 cm.

Mb

=

1656.85 Kg.-m

Tambien se sabe que el momento ultimo es: Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X) Donde : Ø: b: dL : X:

0.9 100 18 ??

Coeficiente de reduccion por flexion Ancho de la losa de analisis ( cm.) Espesor de losa menos recubrimiento, siendo el Recubrimiento de 7 Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para:

Mu

=

1656.85 kg. x m

(Momento Máximo que se esta presentando en la losa )

Resiolviendo la Ecuación X1 X2

= =

1.667 0.028

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene :

X2

=

p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que : fy = faf

=

1200.0 kg/cm2

Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : p

=

0.0048

También:

As

=

8.66

cm²/m > Asmin.

1/2"

=

1.27

cm²

Asmin.

=

3.24

cm²/m

El espaciamiento será: S =

29.32

cm

Ok

Para : Ø

Se colocara Ø 1/2" a

20

ambos sentidos

n por pandeo

f = 1.75

H = 5.25

00, para el análisis se ha rana y como placa.

ua cuando el reservorio se s hidrodinámicas producidas igura

am Y Rodriguez, el cual istema mecanico equivalente. des en la pared.

(Masa resorte)

ar el coeficiente x

el primero es excluyendo la

0.2883

NO USAR

0.3750

USAR

0.5875

0.4500

NO USAR

0.8927

USAR

0.8401

ENTES IMPULSIVA Wi

Impulsivas (Rwi) Convectivas (Rwc)

. Horizontal Ci

. Horizontal Cc

les vana estar unidas al uctura laminar esto debido al

ON CONVECTIVA y = 4.65 1.663 1.638 1.563 1.440 1.274 1.069 0.832 0.569 0.289 0.000 -0.289 -0.569 -0.832 -1.069 -1.274 -1.440 -1.563 -1.638 -1.663 -1.638 -1.563 -1.440 -1.274 -1.069 -0.832 -0.569 -0.289 0.000 0.289 0.569 0.832 1.069 1.274 1.440 1.563 1.638 1.663

"asignada por el software"

cms. ok.

cms. ok.

zar un ensanche L

s tangenciales, debidos a los siderados) por lo cual se ha o luego hasta los 0.10cm.

compresión pura. El espesor

s radiales

e 3/8" cada 0,20 m.

RA FEIJOO)

= 18634.13 Kg.

ENSIONES

cms. ok.

RIVERA FEIJOO)

1656.85 Kg.-m

MOMENTOS

Asmin.

entando en el muro )

ok.

lexion del acero.

a dos capas

cm.

entando en la losa )

lexion del acero.

mbos sentidos