CALCULO CIMENTACION DEPOSITOS

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0. DIMENSIONES DEL TANQUE. VOLMENES. La geometra de los tanques, que como se indica en la memoria, son de tipo cilndrico de eje vertical con una capacidad nominal de 450m3 cada uno cumpliendo as el total proyectado de 900m3, se determina segn las siguientes posibilidades, en las que se ha calculado el volumen para diferentes geometras del cilindro:

(m) 8 8 8 8,5 8,5 9,5

h (m) 10 9,5 9 8,5 8 7

Vol. (m3) 503 478 452 482 454 496

Se elige la posibilidad de 8,5 metros de dimetro y 8 metros de altura. Los volmenes del tanque segn la normativa y teniendo en cuenta las especificaciones calculadas en los siguientes apartados se definen por tanto como: -Capacidad nominal: 450m3 -Capacidad geomtrica: calculada como el volumen del cilindro de 8m de altura y 8,5m de dimetro con un espesor de pared centrada entorno al dimetro de 8m de 4,7625mm segn epgrafe 1.1., ms el volumen del casquete de cpula esfrica del techo de radio de esfera 8,5m apoyada en la parte superior de la pared del tanque, de 8,5m de dimetro y con una altura de casquete segn planos de 1,14m. a) Volumen del cilindro: Vci = R2**h Donde: R = radio del cilindro menos el semiespesor de pared h = altura del tanque Vci = [(8,5m / 2) - (4,7625E-3m / 2)]2 * * 8m = 453,452m3 b) Volumen del casquete esfrico: Vca = 1/6**h*(3*r2+h2) Donde: h = altura del casquete esfrico r = radio de la circunferencia del casquete esfrico. Vca = 1/6**1,14m*(3*(4,25m)2+(1,14m)2) = 33,120m3 c) Volumen total: Vt = Vci + Vca = 453,452 + 33,120 = 486,572m3

-Capacidad til: calculada restando a la capacidad geomtrica el volumen del cilindro de altura 0,25m y dimetro el mismo que en el clculo de la capacidad geomtrica, de 4,75m: 486,572m3 (4,75m)2 * * 0,25m = 468,851m3

1. TAMAO Y GROSOR DE LAS CHAPAS DE PARED. 1.1. ESPESOR MNIMO DE LAS CHAPAS PARA LA PARED DEL TANQUE. Segn API 650, ha de ser: T = [2,6 * D * (H 1) * G] / (0,85 * 21.000) Donde: T = grosor mnimo, en pulgadas. D = dimetro nominal de tanque, en pies. H = Altura, en pies, desde la base de la fila en cuestin a la parte ms alta del tanque. G = peso especfico del lquido contenido, asignando en cualquier caso un valor no menor que 1,0. Estos datos, particularizados para los tanques en cuestin y en la fila ms baja, resultan: D = 8,5m / 0,3048 m/pie = 27,89 pies H = 8m / 0,3048 m/pie = 26,25 pies G = 1,0 (pues, como consta en la memoria, el peso especfico del combustible JET-A1 es de 0,84) T = [2,6 * 27,89 * (26,25 1) * 1,0] / (0,85 * 21.000) = 0,1026 pulgadas (2,61mm).

En cualquier caso y segn la misma norma, el grosor nominal de las chapas (definido como el necesario no ya por resistencia estructural sino por cuestin de estabilidad) no debe ser inferior, en el caso de tanques de menos de 50 pies (15,24m) de dimetro, como es el caso (con 8,5m de dimetro, 27,89pies), a 3/16 de pulgada (0,1875pulgadas, 4,7625mm), por lo que se toma este valor. Adems, como el clculo anterior se ha llevado a cabo para la fila inferior de chapas, el clculo para cualquier fila situada por encima arrojara unos valores mnimos menores, por lo que es de asignacin tambin este valor mnimo de espesor de chapas de 3/16. As pues: Espesor de las chapas: 3/16 (4,7625mm).

1.2. ESPESOR MXIMO DE LAS CHAPAS. El espesor nominal mximo de las chapas es de 1 segn API 650, por lo que el valor calculado en el anterior apartado es correcto.

1.3. ANCHURA DE LAS CHAPAS. La anchura de las chapas ser de un mnimo de 72 pulgadas (182,88cm) segn API 650. Como la circunferencia del tanque es de 2 * * R = 2 * * 4,25m = 26,70m se colocarn 7 chapas por fila de la siguiente anchura: 26,70m / 7 = 3,82m (150,2)

1.4. ALTURA DE LAS CHAPAS. Considerando el mismo valor mnimo que para la anchura y teniendo en cuenta que la altura necesaria es de 8 metros, se colocarn 4 filas de chapas de la altura siguiente: 8m / 4 = 2m (78,74) Para las chapas de la fila ms alta, la dimensin de altura habr de prolongarse para conformar el ngulo de apoyo del techo del tanque segn planos en una longitud de 55mm, con lo que debern tener una altura total antes del doblado de 2m + 0,055m = 2,055m

2. TECHO DE LOS TANQUES. El dimensionamiento se lleva a cabo para una carga uniforme de 25 libras por pie cuadrado (122,06kg/m2) segn las especificaciones de la norma API 650. En funcin de esta consideracin, se obtienen los siguientes resultados por aplicacin de la norma API 650:

2.1. RADIO DE LA CPULA. El radio de cpula esfrica debe estar comprendido entre 0,8 y 1,2 veces el dimetro. Se adopta el valor de 1,0 veces el dimetro, con lo que resulta un radio de cpula de R = 1,0 * 8,5m = 8,5m (27,89 pies)

2.2. ESPESOR DE LA CHAPA. El espesor ser de T = R/200 pero en cualquier caso no menor de 3/16 (0,1875 pulgadas) ni mayor de , siendo: T = espesor de las planchas, en pulgadas. R = radio de curvatura del techo, en pies. Con lo que T = 27,89 / 200 = 0,1394 pulgadas Que al suponer una cifra menor que el mnimo de 3/16 hace que este sea el espesor adoptado. Por tanto: Espesor de las chapas del techo: 3/16 (4,7625mm)

2.3. COMPROBACIN DE APOYO. El rea de la seccin del ngulo superior de las paredes del tanque en el que se realiza el apoyo del techo del mismo, ms el rea de las secciones de la propia pared del techo y del techo que quede comprendida en una distancia de 16 veces sus espesores medida desde el mismo extremo del ngulo de apoyo, debe igualar o superar a la siguiente cifra en pulgadas cuadradas: D * R / 1.500 Donde: D = dimetro nominal del tanque, en pies. R = radio de curvatura del techo, en pies.

Es decir, un valor calculado a partir de D = 8,5m (27,89 pies) R = 8,5m (27,89 pies) de 27,89 * 27,89 / 1.500 = 0,5186 pulgadas cuadradas (334,6mm2)

Para la comprobacin, los clculos anteriormente indicados resultan ser: a) Seccin del ngulo superior: Espesor de la chapa: 3/16 (4,7625mm) Longitud: 2,53 (64,28mm) Seccin: 0,4745 pulgadas cuadradas (306,13mm2) b) Seccin de la porcin de pared: Espesor de la chapa: 3/16 (4,7625mm) Longitud: 2,25 (57,15mm) Seccin: 0,4218 pulgadas cuadradas (272,18mm2) c) Seccin de la porcin de techo: Espesor de la chapa: 3/16 (4,7625mm) Longitud: 2,25 (57,15mm) Seccin: 0,4218 pulgadas cuadradas (272,18mm2) Seccin total: a) + b) + c) = 1,3138 pulgadas cuadradas (850,49mm2) Con lo que la comprobacin resulta vlida.

3. RIGIDIZADORES HORIZONTALES INTERMEDIOS CONTRA LA ACCIN DEL VIENTO. En funcin de la velocidad mxima del viento en el lugar de levantamiento de los tanques, la norma API 650 fija si existe necesidad o no de reforzar los tanques debido a esta accin. Para ello, es de aplicacin la siguiente frmula: H1 = 6 (100t) (100t / D)3/2 Donde: H1 = altura mxima admisible sin necesidad de rigidizadores horizontales, en pies. t = espesor de la pared, en pulgadas. D = dimetro nominal del tanque, en pies. NOTA: la frmula considera una velocidad del viento de 100mph; para considerar la velocidad del caso concreto de proyecto, basta multiplicar la frmula por el factor (100/V)2 Donde: V = velocidad mxima del viento en el lugar de instalacin de los tanques, en mph. Por tanto, teniendo en cuenta unos valores de t = 3/16 (4,7625mm) D = 27,89 pies (8,5m) V = 40,29mph (64,82km/h) Resulta: H1 = 6 (100 * 3/16) (100 * 3/16 / 27,89)3/2 * (100/40,29)2 = 382,02 pies (116,44m) Valor que queda muy por encima del de altura de los tanques proyectados y que por tanto hace innecesaria una proteccin especfica contra el viento mediante rigidizadores.

4. CLCULO RESISTENTE DE LOS TANQUES. 4.1. CARGAS QUE HAY QUE CONSIDERAR. 4.1.1. EMPUJE DEL COMBUSTIBLE. Se considera un peso especfico de clculo de 999,06kg/m3 segn lo indicado en la memoria (el peso especfico del combustible JET-A1 es de 840kg/m3). La situacin ms desfavorable es la de lleno completo del tanque; es decir: 8 metros. Bajo esta circunstancia se produce un empuje por unidad de longitud en direccin tangente a la circunferencia del tanque y en su parte ms baja, segn una ley triangular, de: 999,06kg/m2 * 8m = 7.992,5kg/m2

8m

7.992,5 kg/m^2

4.1.2. PESO PROPIO DE PARED Y TECHO. Peso de pared, en su altura total, por metro de longitud de circunferencia: -Altura: 8m -Espesor: 4,7625mm -Peso especfico del acero: 7.850kg/m3 8 * 4,7625 E10-3 * 7.850 = 299,1 kg/m

Peso del techo (por aproximacin de la cpula esfrica al crculo plano): -Superficie: * R2 = * 4,252 = 56,75m2 -Espesor: 4,7625mm -Peso especfico del acero: 7.850kg/m3 56,75 * 4,7625 E10-3 * 7.850 = 2.121,5 kg que suponen un peso por unidad de longitud de pared sobre la que se apoya de: -Longitud total de la pared: 2 * * R = 2 * * 4,25 = 26,7m -Peso total: 2.121,5kg

2.121,5kg / 26,7m = 79,5kg/m y que por tanto suman un total, por unidad de longitud, de 299,1 kg/m + 79,5kg/m = 378,6kg/m

4.1.3. EMPUJE DEL VIENTO. Calculado segn norma MV-101, Acciones en la Edificacin: Empuje del viento = p = c * w Donde: c = coeficiente elico de sobrecarga total en una construccin. w = presin dinmica en kg/m2. w se obtiene, a partir de la velocidad mxima del viento expresada en la memoria de 64,82km/h, como: w = v2/16 Con v en m/s: w = (64,82km/h * 1000m/km * 1/3600h/s)2 /16 = 20,26kg/m2 Y c se obtiene segn la norma MV-101 para construccin cilndrica de superficie muy lisa como c = 0,6 De donde: p = 0,6 * 20,26 = 12,2 kg/m2 Se considera que esta carga acta sobre la proyeccin del alzado del tanque, que se aproxima a un rectngulo de 8,5m de anchura (dimetro del tanque) y 8m de altura (altura del tanque). Por tanto, se tiene un empuje total sobre el tanque, a la altura de la mitad de la pared, de: 12,2kg/m2 * 8,5m * 8m = 826,88kg

826,9 kg h/2

y

4.1.4. CARGA DE NIEVE. Segn la norma MV-101, Acciones en la Edificacin: Se considera una sobrecarga de nieve de 120kg/m2 sobre el techo del tanque como si fuese horizontal: Superficie: 56,75m2 Carga: 120kg/m2 56,75m2 * 120kg/m2 = 6.810kg que suponen un peso por unidad de longitud de pared del