Calculo Estanque Hormigon

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  • MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL PROYECTO DE TANQUE CIRCULAR DE CONCRETO ARMADO, PARA ALMACENAR 4,600 m3.

    CONSTANTES DE DISEO Concreto fc = 250 kg/cm2 Acero de refuerzo fy = 4,200 kg/cm2 Peso volumtrico del concreto = 2,400 kg/m3 Peso volumtrico del agua = 1,000 kg/m3 Capacidad mnima de carga del suelo = 1,800 kg/m3 Cargas vivas 250 kg/m2

    Calculo de las dimensiones del tanque. Altura propuesta (H) = 3.00 m

    233.15333

    4600 mH

    VolArea fondo ===

    m 44.20 18.4433.153344 === mAreaD fondo

    DIMENSIONES DEL TANQUE Volumen de diseo 4,600 m3 Dimetro interior (D) 44.20 m Nivel mximo de agua 3.00 m Altura mxima de los muros hasta la losa 3.40 m Bordo libre 0.40 m

  • Clculo de las presiones del agua a diferentes profundidades.

    2hP =

    Para h1 = 3.00 m, h2 = 2.00 m y h3 = 1.00 m :

    221

    1hhP += ( ) 21 /500,22

    )21000(31000 cmkgP =+=

    22

    2hP = 22 /500,12

    31000 cmkgP ==

    23

    3h

    P= 23 /5002

    11000 cmkgP ==

    2PDT =

    21

    1DPT = kgT 250,55

    220.44500,2

    1 ==

    22

    2DPT = kgT 150,33

    220.44500,1

    2 ==

    23

    3DP

    T = kgT 050,112

    20.445003 ==

    Por lo tanto

    TMAX = 55,250 kg

  • 3(1',(17(

    3$57($*

  • Calculo del espesor mnimo del muro circular.

    max100

    TfctfsnfctfscEsh

    += c = 0.0003 fs = 1,500 kg/cm2 fct = 26 kg/cm2 TMAX = 55,250 kg Es = 2.10 x 106 kg/cm2 n = 9

    mxh 86.26250,5526500,1100

    )269(500,1)1010.20003.0( 6 =

    += Espesor = 27 cm Calculo del area de acero del muro considerando articulacin plstica en la unin del

    muro con el fondo, lo cual nos da una mayor seguridad.

    Para T1 = 55,250 kg

    colocados en dos capas ser @ 14 cm por parrilla. Para T2 = 33,150 kg

    colocados en dos capas ser @ 18 cm por parrilla.

    fsTAs =

    21 83.36500,1

    250,55 cmAs ==

    22 10.22500,1

    150,33 cmAs ==

  • Para T2 = 11,050 kg

    colocados en dos capas ser 5/8 @ 18 cm por parrilla. Nota. El colocar un poco ms de acero aumenta su vida til para la corrosin.

    D E T A L L E D E L A R M A D O D E L M U R O

    23 37.7500,1

    050,11 cmAs ==

  • Diseo estructural de la losa de azotea del tanque. Anlisis de cargas. Peso propio de losa (12 cm) = 288 kg/m2 Impermeabilizantes y enjarres = 32 kg/m2

    wm = 320 kg/m2

    Cargas vivas wv = 250 kg/m2

    1==lblam

    Donde:

    la = lado corto lb = lado largo

    50.01

    141 =+= mk

    50.01 4

    4

    2 =+= mmk

    Por lo tanto:

    wm = 0.50 x 320 =160 kg/m wv = 0.50 x 250 =125 kg/m

    6 claros @ 5.50 m = 33.00 m 2 claros @ 5.60 m = 11.20 m

    = 44.20 m Para el clculo estructural se procedi a utilizar el programa General Frame Anlisis v2.05, del cual nos proporciona las fuerzas axiales, cortantes y momentos mximos y mnimos para las condiciones de cargas ilustradas en la figura. Tomando en cuenta la siguiente consideracin:

    La resistencia requerida WT que debe resistir la carga muerta (wm) y la carga viva (wv) deber ser por lo menos igual a (Reglamento ACI 318 9.2.1.) :

    WT = 1.4 wm + 1.7wv

    5.60 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.60 m 3.40 m

    w1 = k1wu

    w2 = k2wu

    5.50 m

    5.50 m

  • Datos fc = 250 kg/cm2 E = 210,000 kg/cm2 fy = 4,200 kg/cm2 Muros A = 2,700 cm2 d = 8 cm I = 164,000 cm4 h = 12 cm Losa 12 cm A = 1,200 cm2 b = 100 cm I = 14,400 cm4 Nodo

    Elemento Resultados. Momento negativo.

    m/m - kg 134,1=negMu Momento positivo.

    m/m - kg 595=posMu Por lo tanto,

    cfbdMuw

    '88.1718.0847.0 2=

    dbAs =

    d

    AS

    =

    Mu

    (kg-cm/cm) bd2f'c Mu / bd2f'c w = (w x f'c) / fy As (cm2) S (varilla no. 3)

    Mu(pos)=113,400 1,600,000 0.0709 0.0823 0.0049 3.92 18.12

    Mu(neg)=59,500 1,600,000 0.0372 0.0420 0.0025 2.00 35.53

    1 2

    3 4 5 6 7 8 9 10 11

    3

    1

    4 5 6 7 8 9 10

    2

    1

    1

  • como:

    0033.042001414

    min === fy

    2min cm 64.281000033.0 === dbAs > 2.00 cm2

    md

    AS 27

    80033.071.0

    min === S = 25 cm (construccin)

    entonces :

    Momento negativo Varilla No. 3 @ 18 cm Momento positivo Varilla No. 3 @ 25 cm

    Momento negativo Varilla No. 3 @ 15 cm (construccin) Momento positivo Varilla No. 3 @ 22.5 cm (construccin)

    Mu (kg-cm/cm) bd

    2f'c Mu / bd2f'c w = (w x f'c) / fy As (cm2) S (varilla no. 3)Mu(pos)=113,400 1,600,000 0.0709 0.0823 0.0049 3.92 18.12

    Mu(neg)=59,500 1,600,000 0.0372 0.0420 0.0033 2.64 25.00

    # &0 # &0

    # &0 # &0

    # &0

    # &0

    # &0

    # &0

    # &0 # &0

    # &0

    + &0

    # &0

    # &0

    # &0

  • Diseo de trabe de azotea.

    wm = 1,250 kg/m wv = 550 kg/m

    Para el clculo estructural se procedi a utilizar el programa General Frame Anlisis v2.05, del cual nos proporciona las fuerzas axiales, cortantes y momentos mximos y mnimos para las condiciones de cargas ilustradas en la figura. Datos b = 25 cm Trabes A = 1,175 cm2 h = 47 cm I = 216,297 cm4 d = 42 cm Columnas A = 900 cm2 fc = 250 kg/cm2 I = 67,500 cm4 fy = 4,200 kg/cm2 Muros A = 2,700 cm2 E = 210,000 kg/cm2 I = 164,025 cm4

    Nodo Elemento

    Resultados. Momento negativo.

    m/m - kg 837,7=negMu

    1

    1

    5.60 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.50 m 5.60 m 3.40 m

    4800 Kg

    1 9

    10 11 12 13 14 15 16 17

    2 3 4 5 6 7 8

    10 11 12 13 14 15 16 17 18

    2 3 4 8 97651

  • Momento positivo. m/m - kg 641,4=posMu

    como:

    0033.042001414

    min === fy

    2min cm 47.342250033.0 === dbAs > 2.98 cm2

    entonces :

    Doblemente reforzada con 2 varillas No. 5 y 1 varilla No. 4 Cortante mximo actuante.

    Vu = 8,186 Kg

    Por lo tanto,

    = 0.85

    kg 799,8422525053.0'53.0 === bdcfVc

    kg 83285.0

    )879985.0(8186 === VcVuVs

    Mu (kg-cm/cm) bd

    2f'c Mu / bd2f'c w = (w x f'c) / fy As (cm2) No. de barras (varilla no. 4 y 5)Mu(pos)=783,700 11,025,000 0.0711 0.0826 0.0049 5.16 1 y 2

    Mu(neg)=464,100 11,025,000 0.0421 0.0477 0.0028 2.98 -----

    Mu (kg-cm/cm) bd

    2f'c Mu / bd2f'c w = (w x f'c) / fy As (cm2) No. de barras (varilla no. 4 y 5)Mu(pos)=783,700 11,025,000 0.0711 0.0826 0.0049 5.16 1 y 2

    Mu(neg)=464,100 11,025,000 0.0421 0.0477 0.0033 3.47 1 y 2

  • Segn el Reglamento ACI 318 11.5.4. se tiene que si:

    2dS =

    4dS =

    bdcfVs '1.1< S = 60 cm bdcfVs '1.1> S = 30 cm

    b

    AvfyS5.3

    = b

    AvfyS5.3

    = como:

    kg 262,1842252501.1'1.1 ==bdcf entonces :

    cm 212

    42S == 262,18832 < S = 60 cm S = 25 cm (construccin)

    cm 72.30255.34200)32.0(2 =

    =S

    Estribos para amarre No. 2 @ 25 cm.

    D E T A L L E D E L A R M A D O D E L A S T R A B E S

    (67 # &0

  • Diseo estructural de la columna y zapata (ver calculo)

    D E T A L L E D E L A R M A D O D E C O L U M N A Y Z A P A T A