DISEÑO DE RESERVORIO DE TANQUE ELEVADO 1) INT INTROD RODUCC UCCION ION Para realizar el diseño de un reservorio, como elemento didáctico, les presento l a l a Memoria de Cálculo 3 corresponde al Proyecto “ reservorio elevado de 400m DEL DISTRITO DE LA TINGUIÑA, RO!INCIA " DEARTA#ENTO DE ICA, ubicado en el distrito de La Tinguiña, Provincia de Ica, del Departamento de Ica, Muchas son las ormas !ue puede adoptar un reservorio elevado, tanto la cuba con el soporte, siendo uno de los mas tradicionales el tipo de I"T#$ por su buen comportamiento estructural y est%tica, especialmente en el caso de vol&menes grandes' (u geometr)a permite minimi*ar concreto y ierro ya !ue la mayor)a de sus elementos traba+an a compresin' $s por ello !ue el presente traba+o está destinado al diseño comple+o de un reservorio de este tipo- teniendo además además como soporte un sistema de uste, sometida sometida a cargas cargas estáticas y dinámicas dinámicas,, el cual constituye constituye el complemento t)pico de estas estructuras y uno de los primeros en emplearse en muestro medio' $l reservorio está estructurado sobre la base de placas de coninamiento y elementos estructurales estructurales constitutivos constitutivos de dicho elemento'
$l diseño estructural de la inraestructura principal ha sido eectuado por el suscrito, como parte del proyecto estructural, mientras !ue el $studio de Mecánica de suelos ha sido elaborado por la empresa P./0$I" $'I'.'L', siendo las condiciones generales de cimentacin las siguientes1 Tipo de Cimentac Cimentación: ión: Platea Platea de Cimentac Cimentación ión Circular Circular (diámetr (diámetro o mayor a 12.25 m). Asentamiento Asentamiento admisible: admisible: 2.5 cm. Estrato de apoyo de cimentación: lentes de limo y arenas inas mal !raduadas. Proundidad de cimentación: ".## m (m$nimo). %ise&o 'ismoresistente: #.*!+ ' 1.* y Ts #., s!. Presión admisible: 1.#2 -!cm 2. A!resi/idad A!resi/idad del suelo: suelo: 0aa+ uso de cemento Tipo Tipo (relación (relación ac #.5#). #.5#). •
• •
• • • •
$l es!uema de estudio se basa en el 2nálisis estructural, considera una calidad de concreto 3c4567 8g9cm 5, 3c45:; 8g9cm5 considerando las dimensiones de la estructura'
$) 0%& 0%&ETI ETI!OS !OS 3
2nali*ar y diseñar la estructura del reservorio tipo I"T#$, de acuerdo a las "ormas y criterios (ismorresistentes (ismorresistentes <"T$=7>7? <"orma <"orma Peruana de $structuras?, "ormas internacionales internacionales vigentes, "orma de Construcciones en Concreto $structural 2CI >6@=7; <"T$=7A7?, "orma T%cnica $7B7= 2lbañileria <577A?'
3
Conocer su capacidad (ismorresistente y su comportamiento ante un evento s)smico durante su vida &til, ba+o los re!uerimientos de la "orma T%cnica Peruana de $diicaciones $=7>7 de Diseño (ismorresistente vigente <577A?'
3
$valuar el proyecto seg&n el .eglamento "acional de Construcciones vigente a la echa, con el propsito de eectuar eectuar el diseño respectivo'
3
2pli 2plica carr las las cons consid ider erac acio ione ness !ue !ue esta establ blec ecee la norm normaa de dise diseño ño sismorresistente actual 'N(T(E( E(030, E(00) con el propsito de evaluar la propuesta estructural mediante una evaluacin s)smica y el posterior posterior diseño estructural'
3) CRI CRITER TERIOS IOS DE DISE DISEÑO ÑO ESTR ESTRUCT UCTURA URALL 3(1 ANALISIS Para el análisis de los eectos hidrostáticos sobre las paredes del tan!ue, los ingenieros cuentan con varias herramientas, las cuales seg&n la orma de este son mas o menos comple+as, as) para un tan!ue cil)ndrico se tienen ecuaciones !ue permiten obtener en relacin a el diámetro y a la altura del li!uido almacenado, la presin actuante o directamente el espesor re!uerido'
$l es!uema de estudio se basa en el 2nálisis estructural, considera una calidad de concreto 3c4567 8g9cm 5, 3c45:; 8g9cm5 considerando las dimensiones de la estructura'
$) 0%& 0%&ETI ETI!OS !OS 3
2nali*ar y diseñar la estructura del reservorio tipo I"T#$, de acuerdo a las "ormas y criterios (ismorresistentes (ismorresistentes <"T$=7>7? <"orma <"orma Peruana de $structuras?, "ormas internacionales internacionales vigentes, "orma de Construcciones en Concreto $structural 2CI >6@=7; <"T$=7A7?, "orma T%cnica $7B7= 2lbañileria <577A?'
3
Conocer su capacidad (ismorresistente y su comportamiento ante un evento s)smico durante su vida &til, ba+o los re!uerimientos de la "orma T%cnica Peruana de $diicaciones $=7>7 de Diseño (ismorresistente vigente <577A?'
3
$valuar el proyecto seg&n el .eglamento "acional de Construcciones vigente a la echa, con el propsito de eectuar eectuar el diseño respectivo'
3
2pli 2plica carr las las cons consid ider erac acio ione ness !ue !ue esta establ blec ecee la norm normaa de dise diseño ño sismorresistente actual 'N(T(E( E(030, E(00) con el propsito de evaluar la propuesta estructural mediante una evaluacin s)smica y el posterior posterior diseño estructural'
3) CRI CRITER TERIOS IOS DE DISE DISEÑO ÑO ESTR ESTRUCT UCTURA URALL 3(1 ANALISIS Para el análisis de los eectos hidrostáticos sobre las paredes del tan!ue, los ingenieros cuentan con varias herramientas, las cuales seg&n la orma de este son mas o menos comple+as, as) para un tan!ue cil)ndrico se tienen ecuaciones !ue permiten obtener en relacin a el diámetro y a la altura del li!uido almacenado, la presin actuante o directamente el espesor re!uerido'
3($ DISEÑO $l diseño deberá basarse en el cdigo cdigo pertinente seg&n el uso !ue tendrá el tan!ue, ya !ue seg&n seg&n esto se establece determinado rango de materiales, actores de seguridad y limites a la resistencia de los materiales a emplear'
Los reservorios se pueden modelar, dierenciando la *ona del recipiente, !ue denominaremos cuba, y la *ona de la estructura de soporte !ue llamaremos uste' La altura total de la cuba <c?'estará comprendida entre el centro de gravedad del ondo !ue comprende comprende el ondo tronco cnico y el ondo es%rico, y el centro de gravedad del techo es%rico' La altura <? se considera desde la *ona inerior del uste, asnida como empotrada y la parte inerior de la cuba, la altura total será t 4 E c'
3(3 CONSIDERACIONES ARA EL DISEÑO SIS#ICO Los .eservar)as, $levados de Concreto 2rmado son $structura Tubulares de (oporte se diseñarán para resistir las cargas de gravedad y la combinacin de cargas de gravedad y uer*as s)smicas hori*ontales actuando simultáneamente' Las cargas verticales= corresponderán al peso total de la estructura y el del l)!uido almacenado considerando al reservorio lleno a su máFima capacidad'
4)
CARACTERISTICAS DEL SUELO' Parámetros de diseño para la cimentacin Proundidad de cimentacin1 Presin admisible1 actor de seguridad1
*)
>'77 m' Gadm4 6'75 Hg9cm5 >
+ITESIS DE CALCULO La estructura ue anali*ada con modelos tridimensionales' $n el análisis se supuso comportamiento $lJstico 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 leFin' Propiedades de los Materiales1 (e consider 3c 4 567 Hg9cm5, 5:7 Hg9cm5'
)
CO#%INACIONES DE CARGA La veriicacin de la capacidad de los elementos de concreto armado se bas en un procedimiento de cargas actoradas, conorme a la "orma T%cnica de $diicacin $=7A7 KConcreto 2rmadoK y al cdigo 2CI >6@' Los actores de carga se indican en la tabla siguiente' D denota eectos de cargas permanentes, L6 y L5 a!uellos debidos a cargas vivas, Presin de 2gua y (ismo'
Factores de Carga Combinación
D
L
Presión de
Sismo
agua 1 2
1.0 1.0
0 0
0 0
0 0
3 4
1.5 0
1.8 0
0 1.00
0 0
5 6
Comb1+Cmob2+Com3+Comb4+Com5+Com6 1.50 1.80 1.8 0
7
1.25
1.25
1.25
1.25
8
1.25
1.25
1.25
1.25
! 10
-)
Comb8+Cmob7+Com5 Comb! + "erreno
NOR#AS " REGLA#ENTOS a? b? c? d? e?
.)
.eglamento "acional de Construcciones' "orma T%cnica de $diicacin $=757 KCargasK' .eglamento "acional de Construcciones' "orma T%cnica de $diicacin $=7>7 KDiseño (ismo .esistenteK' .eglamento "acional de Construcciones' "orma T%cnica de $diicacin $=7;7 K(uelos y CimentacionesK' .eglamento "acional de Construcciones' "orma T%cnica de $diicacin $=7B7 “2lbañiler)a Coninada' .eglamento "acional de Construcciones' "orma T%cnica de $diicacin $=7A7 “Concreto 2rmado'
REDI#ENSIONADO/
$%%
m"
P&ed"e!'"o!ado
7os depósitos 8TE deben dimensionarse de tal manera ue se anulen los empues sobre la /i!a circular de ondo+ ue une la pared cónica con la esDrica+ decir ue las componentes lon!itudinales de la presiones Cc de la cpula+ y C/ del /oladiBo cónico+ se euilibren. %onde : =1 =olumen sobre la cupula eserica =2 =olumen sobre la supericie conica β1 Fn!ulo interior ormado por la >oriBontal y la tan!ente a la cur/a. β2 Fn!ulo eterior ormado por la >oriBontal y el ondo conico. 7a presion Cc y C/ en toda la lon!itud 2. π.b son:
7ue!o la componente >oriBontal será:
Como utiliBaremos un ondo tipo 8TE debe cumplir ue: (c ) (v
;eemplaBando y simpliicando
D"e!'"o!a"e!#o del de*o'"#o de alace!a"e!#o
Calculo de =1 en uncion de las /ariables ue se muestran en la i!ura: (a) (b) (c) (d) (e) GtiliBando el Teorema del producto de los se!mentos de cuerda en la cupula () GtiliBando el Teorema del producto de los se!mentos de cuerda en al losa de ondo "+Co!'"de&ac"o!e' *a&a e'#e *&ed"e!'"o!a"e!#o
a) Gna primera aproimacion es considerar los /olumenes =1 y =2 a ni/el de >1H i!uales.
!ualando ambas epresiones y despeando a se tiene: IIIII .(1) b) Considerando ue β1=β2=45° %e la epresion ( c ) %espeando rJ IIIII
.(2)
%e la epresion (d) 6aciendo ue : >2 a IIIII. >1 b IIIII.
.(") .(*)
II..(α) 'abiendo ue : ;eemplaBando (1)+ (2) y ( α) en ()+ simpliicando:
IIIII..
.(5)
c) ;eeplaBamos las epresiones del (1) al (5) obtenidas en (a) y (b) para obtener los /olumenes en uncion de 0a". Para =1:
1.32,-%2 .a
V1 )
Para =2:
1.32,-%2 .a
V2 )
7ue!o el =olumen de almacenamiento será: V.A ) V.A )
V1 / V2 2.-552%5 .a³
%espeando 0a" en uncion del /olumend de almacenamiento: a =
%.,221-%2- V.A+143+
IIIII. .(4)
d) Para el caso de la cobertura K.
.(@)
7ue!o reemplaBando (@) en (e) :
IIIIIII.
.()
""+ C&"#e&"o' *a&a d"e!'"o!a&
a) 'e tendra ue considerar la c>imenea de acceso lue!o el =1 será reducido por el /olumen de c>imenea(=c>) como se obser/a:
TambiDn se tendria ue el =.A será: =.A
=13=c>?=2
'abiendo ue :
%onde:
% %iametro eterior de la c>imenea
b) Al obtener de la primera aproimacion+ /alores para el /olumen de almacenamiento+ menores al /olumen util+ notamos de una primera apreciacion+ ue podemos aumentar el /olumen obtenido+ si reducimos J+ con la consi!uiente /ariacion de rJ+ de los an!ulos β 1+ β 2 y >1Hmanteniendo el resto de los /alores constantes.
%e la epresion () despeo rJ: IIIIIII.
.(,)
6aciendo ue β1β2. III. .(1#)
"""+ Calculo de la' d"e!'"o!e' *&"!c"*ale' del de*o'"#o de alace!a"e!#o.
Para una primera aproimacion utiliBaremos los /alores obtenidos del (1) al () y lue!o >aremos /ariar J >asta obtener el /olumen deseado. ;eemplaBando /alores en la epresion (4) se tiene: V.A )
$%%.%%
a =
5."2 m
;eemplaBando /alores en la epresion (1) se tiene: )
".@4 m
;eemplaBando /alores en la epresion (2) se tiene: &6 )
5."2 m
;eemplaBando /alores en la epresion (") se tiene: 72 )
5."2 m
;eemplaBando /alores en la epresion (*) se tiene: 71 )
".@4 m
;eemplaBando /alores en la epresion (5) se tiene: 86 )
1.54 m
Para la cobertura se utiliBa la epresion (@) y () ;eemplaBando /alores en la epresion (@) se tiene: 8 )
1.@@ m
;eemplaBando /alores en la epresion () se tiene: & )
.@ m
) #ETRADO DE CARGAS
CONDICIONES QUE SE TUVIERON EN CUENTA PARA EL ANALISIS DE ;USTE < =APATA METRADO DE CAR9AS
Para el metrado de car!as se asumira en primera instancia espesores de uste+ cuba+ cupula asi como de las /i!as de arriostre+ ue posteriormente seran /eriicados al realiBar el análisis: "+ Pe'o del 8u'#e
P16 Le L2MLbLγ c %atos 6 e b γ c
2".## mt #.*# mt ".4# mt 2*## tnm
7ue!o P1 P1
*,,.** tn
""+ Pe'o de v":a c"&cula& de 8o!do
P2>/ Lb/ L2MLbLγ c %atos >/ b/
#.@# mt #.*5 mt
7ue!o P2 P2
[email protected]# tn
"""+ Pe'o de cu*ula de 8o!do
P"ec LJL2MLrJLγ c %atos ec J rJ
#.25# mt 1.1# mt 4.## mt
7ue!o P" P"
2*. tn
"v+ Pe'o de 8o!do co!"co
P* %atos >1 >2 a ec
".@4 mt 5."2 mt 5."2 mt #.25# mt
7ue!o P* P*
"*.@, tn
tan β 2 'ec β 2
(>23>1)(a3b)
#.,1 1."5
v+ Pe'o de a!"llo c"&cula& "!8e&"o&
P5>/aiLb/aiL2ML%aiLγ c %atos >/ai b/ai 7ue!o P5 P5
#.5# mt #."5 mt 1*.5# tn
v"+ Pe'o de cua
P46cLecuL2ML%cuL γ c %atos 6c ecu 7ue!o P4 P4
".5# mt #.25 mt @1.5 tn
v""+ Pe'o de a!"llo c"&cula& 'u*e&"o&
P@>/asLb/asL2ML%acsLγ c
%atos >/as b/as 7ue!o P@ P@
#."5 mt #."5 mt 1#.15 tn
v"""+ Pe'o de coe&#u&a e! cu*ula e'8e&"ca
PrLL2MLecsLγ c %atos r ecs
.*# mt 1."# mt #.1# mt
7ue!o P P
14.*@ tn
">+ Pe'o de c7"e!ea de acce'o
*.#4
P,6c>Lec>L2ML(%3ec>)2Lγ c %atos % 6c> ec>
2."# mt *.#4 mt #.25 mt
%iametro eterior de c>imenea
7ue!o P, P,
15.4, tn
>+ Re'ue! de ca&:a'
a) Peso de uste Pa )
5%%.%% #!
b) Peso de deposito P )
2%-.%% #!
b) Peso total de la estructura Considerando la estructura car!ada seria la suma del peso del uste mas el peso del deposito adicionado al dell a!ua. P) P)
Pa ? Pb ?Pa!ua 11%-.%%
10) ANALISIS SIS#ICO
#!
AN?LISIS SISMICO Para ines de análisis estructural+ los eectos de un sismo pueden epresarse como un conunto de uerBas laterales estáticas eui/alentes. Estas uerBas laterales dependen de las aceleraciones asociadas con el mo/imiento del terreno+ las caracter$sticas dinámicas del sistema y la distribución de la masa a tra/Ds de toda la estructura. P
Pa ? Pb ?Pa!ua?5#NC=
PESO TOTAL
)
13%- T!
;ue&Ba' La#e&ale' *o& Ca&:a' E'#a#"ca' Eu"vale!#e'
=o!"8"cac"@! El territorio nacional se considera di/idido en tres Bonas. A cada Bona se asi!na un actor se!n se indica en la Tabla si!uiente. Este actor se interpreta como la aceleración máima del terreno con una probabilidad de 1# N de ser ecedida en 5# a&os. =o!a S"'"ca
" Tala ;ACTORES DE =ONA =ONA = "
#+*
2
#+"
1
#+15
El esco!ido se!n la Bona 'erá: ona : " = )
#.*
Co!d"c"o!e' 9eo#c!"ca'
Para los eectos de esta 8orma+ los periles de suelo se clasiican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo+ el espesor del estrato+ el per$odo undamental de /ibración y la /elocidad de propa!ación de las ondas de corte. 7os tipos de periles de suelos son cuatro:
Tala Pa&e#&o' del Suelo T"*o
De'c&"*c"@!
T* '+
S
'1
;oca o suelos muy r$!idos
#+*
1+#
#+4
1+2
#+,
1+*
L
L
'2
'" '*
'uelos intermedios 'uelos leibles o con estratos de !ran espesor Condiciones ecepcionales
(L) 7os /alores de # $ y S para este caso serán establecidos por el especia lista+ pero en nin!n caso serán menores ue los especiicados para el peril tipo ' ".
'2 #.4 1.2
%escripcion del suelo : T* '+ ) S
)
Ca#e:o&Fa de la' Ed"8"cac"o!e' Cada estructura debe ser clasiicada de acuerdo con las cate!or$as indicadas en la Tabla 89 #1. El coeiciente de uso e importancia (G)+ deinido en la Tabla 89 #1 se usará se!n la clasiicación ue se >a!a. Tala NH %1
Ca#e:o&"a de la' Ed"8"cac"o!e' CATE9ORGA
;ACTOR U
A Ediicaciones Esenciales
1+5
0 Ediicaciones mportantes C
1+"
Ediicaciones Comunes
1.#
% Ediicaciones
(L)
(L) En estas ediicaciones+ a criterio del proyectista+ se podrá omitir el análi sis por uerBas s$smicas+ pero deberá pro/eerse de la resistencia y ri!ideB adecuadas para acciones laterales.
Kactor G a utiliBar: Cate!oria : U )
A 1.5
S"'#ea' E'#&uc#u&ale' 7os sistemas estructurales se clasiicarán se!n los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección tal como se indica en la Tabla si!uiente. 'e!n la clasiicación ue se >a!a de una ediicación se usará un coeiciente de reducción de uerBa s$smica (;). Para el dise&o por resistencia ltima las uerBas s$smicas internas deben combinarse con actores de car!a unitarios. En caso contrario podrá usarse como (;) los /alores establecidos en Tabla mostrada pre/ia multiplicación por el actor de car!a de sismo correspondiente. !H
Tala SISTEMAS ESTRUCTURALES S"'#ea E'#&uc#u&al
Reducc"@! R &e:ula&e' J+ JJ+
Acero
1 Pórticos dctiles con uniones resistentes a momentos.
,+5
tras estructuras de acero.
2 Arriostres EcDntricos " Arriostres en CruB
4+5 4+#
Concreto Armado
* Pórticos (1). 5 %ual(2). 4 %e muros estructurales ("). @
@ 4 * " @
Coeiciente de reduccion sisimica ele!ida: 'itema estructral : R )
4 4.#
Pe&Fodo ;u!dae!#al
a. El periodo undamental para cada dirección se estimará con la si!uiente epresión:
donde : 1 .K
CT "5 para ediicios cuyos elementos resistentes en la dirección considerada sean
2 .K
CT *5 para ediicios de concreto armado cuyos elementos sismorresistentes sean pórticos
nicamente pórticos. y las caas de ascensores y escaleras.
CT 4# para estructuras de mamposter$a y para todos los ediicios de concreto armado
3 .K
cuyos elementos sismorresistentes sean undamentalmente muros de corte.
Coeiciente para estimar el periodo predominante de un ediicio(CT) : CT )
3
-%
Altura neta : 7!
)
Periodo undamental : T
31.%%
)
(Altura de toda la ediicacion)
%.51-,
;ac#o& de A*l"8"cac"@! SF'"ca
%e acuerdo a las caracter$sticas de sitio+ se deine el actor de ampliicación s$smica (C) por la si!uiente epresión: H CO2+5
Este coeiciente se interpreta como el actor de ampliicación de la respuesta estructural respecto de la aceleración en el suelo. Calculo de C : C
)
2.%3
C
)
2.5
H CO2+5
7ue!o:
;ue&Ba Co&#a!#e e! la a'e
7a uerBa cortante total en la base de la estructura+ correspondiente a la dirección considerada+ se determinará por la si!uiente epresión:
V
)
#.*
1.5 V
4.# )
1.2 31.% T!
2.5
1"#4
DESPLA=AMIENTOS LATERALES
7os desplaBamientos laterales se calcularán multiplicando por #+@5; los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones s$smicas reducidas. De donde % es e& coe'icien"e de recduccion se ob"iene de &a "ab&a (ue se mues"ra
7os sistemas estructurales se clasiicarán se!n los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección asi como se ind ica en la Tabla si!uente Tala
!H
SISTEMAS ESTRUCTURALES
S"'#ea E'#&uc#u&al
Coe8"c"e!#e de Reducc"@! R Pa&a e'#&uc#u&a' &e:ula&e' J+ JJ+
Acero
1 Pórticos dctiles con uniones resistentes a momentos.
,+5
tras estructuras de acero.
2 Arriostres EcDntricos " Arriostres en CruB
4+5 4+#
Concreto Armado
* Pórticos (1). 5 %ual(2). 4 %e muros estructurales ("). @
@ 4 * " @
Coeiciente de reduccion sisimica ele!ida: 'itema estructral : R
4 4.#
)
De'*laBa"e!#o' La#e&ale' Pe&"'"le'
El máimo desplaBamiento relati/o de entre ni/eles+ calculado de la manera como se eplico anteriormente+ no deberá eceder la racción de la altura de entrepiso ue se indica en la Tabla si!uiente: Tala LIMITES PARA DESPLA=AMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
E'#o' lF"#e' !o 'o! a*l"cale' a !ave' "!du'#&"ale' Ma#e&"al P&edo"!a!#e " 4 7e" + Concreto Armado
#+##@
Acero
#+#1#
Alba&iler$a
#+##5
#+#1#
7ue!o el desplaBamiento lateral permisible para esta estructura es de : ∆ ΜΑΧ =
#.##@
EE K
NIVEL 1
ALTURA 1*.115
DE=PL.ACUM. #.#21
Δ (X)
#.#21
#.##4,5
#.##@
CUMPLE
8TA : como los desplaBamientos relati/os en la estructura no superaron los maimos permitidos uiere decir ue el muro de corte con las dimensiones dadas absor/era las car!as sismicas.
11) DISEÑO DE LOS ELE#ENTOS ESTRUCTURALES
DISEÑO DE LA CUA. "+DISE O DE LINTERNA DE ILUMINACION
Comprende el dise&o de tec>o plano+ columnas y /i!a circular sobre la ue se apoyan las columnas+ para cada caso se >ará un análisis de las ormulas a emplearse. P&o*"edade' de lo' elee!#o'
Jc 2*5 -!cm2 Ec 2.".E?#5 y *2## -!cm2 E s 2.1#E?#4 D"e!'"o! de lo'a ) 7 ) Recu&""e!#o & ) Pe&al#e d )
-!cm2
1## cm 1#.# cm *.# cm 4.# cm
Calcula!do la cua!#"a ala!ceada
6allando 1
Para JcQ2# -!cmR
Para Jc O 2# -!cmR
1
#.5#
Kórmula :
)
#.#252,
Calcula!do la cua!#"a >"a
Cuantia <áima: #.@5LSb
#.#1,@
a+ D"'eo de #ec7o *la!o.
Calculo: Espesor de tec>o
#.1 mt
'erá dise&ado como una /i!a de anc>o tributario
% 7
Asumido
#.1 5*#.##
1.## 1.##
2*## 1##
2*#.## U!m 1##.## U!m
U!m
V
#.#1125
4.# U! 3 m
1.## m
1.@2@5
,"".5" U! 3 m
Calcula!do el &ea de ace&o MAK+ )
%.%%-1 T!K ) %.%
donde :
A' )
) %.%3 c2
4# #.,#
a )
*2##
#.,#
#.#" *2##.## #.5 2*5 1##
)
4.# %.%1 c
I#e&ac"o!e' A' a A' a A' a
) ) ) ) ) )
%.%3 c2 %.%1 c %.%3 c2 %.%1 c %.%3 c2 %.%1 c
Aa> ) Aa> )
#.#1,@ 1## 4.# 11.3 c2 (Para /i!a simpl. reorBada)
A"! )
1., c2
7ue!o el área de acero sera : A' )
1., c2
MC/+ )
%.335 T!K
donde :
A' )
) $.5, c2
,""52.5 *2##
#.,#
*.5@ *2##.## #.5 2*5 1##
)
#.,# a )
) %.%
4.# %.2 c
I#e&ac"o!e' A' a A' a A' a
) ) ) ) ) )
$.$- c2 %.% c $.$5 c2 %.% c $.$5 c2 %.% c
Aa> ) Aa> )
#.#1,@ 1## 4.# 11.3 c2 (Para /i!a simpl. reorBada)
A"! )
1., c2
7ue!o el área de acero sera : A' )
$.$5 c2
U'a&e ace&o co&&u:ado de 340W %.25 Ace&o co&&u:ado de 1420W %.15 &e8ue&Bo a!ula&+ Pa&a - colu!a' de 'o*o&#e de d"e!'"o! %.15>%.15 +D"'eo de colu!a'
'e dispondra de 4 columnas dispuestas simetricamente en la circunerencia de 5.## mt de diametro las cuales seran dise&adas considerando de elementos sometidosa a compresion de la 8.T.E. E#4#. Calculo: Me#&ado de ca&:a'
Peso propio de tec>o : Car!a muerta
M L 5.#2 * L#.1# L2*## XD ) *@12.", U!
*@12.", U!
'obrecar!a
M L 5.#2*L15#
2,*5.2* U!
Car!a /i/a Car!a total
XL )
2,*5.2* U!
XT )
12"@#.#2 U!
7ue!o: Ca&:a ac#ua!#e 'o&e la colu!a
Considerando 4 columnas de apoyo. P) T 4
2#41.4@
U!
Ca&:a de cola*'o
Considerando columnas de #.15 #.15 mt A! Asmin Gsare : As
225 #.#1L15L15 *W"X 2.*
cm2 2.25
cm2
cm2
;eemplaBando en la ormula de car!a de colapso: Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Pc Pc Q P
*455*.24
U!
U
Lue:o u'a&e $1420 e'#&"o' de 14$0 W %.1% colu!a' de %.15>%.15# c+ D"'eo de a!"llo de 'o*o&#e
Calculo: ".@4 mt %
5,"#.4" U!
7
2,*5.2* U!
T Y
1*1,@." U!
*@12.", U! 2,*5.2* U! 121.2* U!
AC
Y(2LMLrLsenW#)
I(1)
A%
Y(2LMLrLsen W #)
I(2)
AE
YLcotan!W #(2LMLrLsenW#)
I(")
Calculo de %
r #
1.## mt
r
4.*5 mt
'enW #
1.## 4.*5
W#
#.155#
.,14
Calculo de ca&:a co*&e'"o! Ca
;eemplaBando en ecuacion (") Ca
1**#1.@@ U!
Calculo de la ca&:a de cola*'o
Asumi endo un anillo circular cuadrado de #.15 #."# m t A!
*5# cm 2
Asmin
*.5 cm 2
Gsare : 4W12X @.42 cm 2
As ;eemplaBando en la ormula
Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Pc
,,"#".@1 U!
Ca Z Pc U Lue:o u'a&e - 1420 Y e'#&"o de 340 W %.15# a!"llo c"&cula& cuad&ado.
""+DISE O COERTURA EN CUPULA ES;ERICA
Para el calculo de la cobertura se analiBara (aplicando la teoria de menbranas) los esuerBos ue se producen en la cupla con peso propio+ la car!a de la linterna de iluminacion+ la sobrecar!a+ asi como los eectos de leion producidos en el apoyo. A!al"Ba!do la Bo!a de #&acc"@!
%onde: ! peso propio de cupula por unidad de supericie. P Peso total del casuete r radio de cur/atura de la cupula lec>a de cupula 7ue!o : Frea de casuete eserico 2.M.r. P 2.M.r..! r3r.cos(φ) 7ue!o: P 2.M.r 2.(13cos(φ))! Euilibrio de uerBas /erticales 8 'en(φ).2.M.r # ? P # 8 3r.!(1?cos(φ))
I..
(A)
El esuerBo normal 8+ perpendicular al m eridiano+ se obtiene de la relacion: 8r ? 8r ? 1 # I. (0) %onde: 1 !.cos( φ)
I.
(C)
;eemplaBando /alores en (0) 8 r.!.(13cos(φ)3cos2(φ))(1?cos(φ)) 6aciendo 8 # >allare el punto donde se produce el cambio de si!no+ lue!o: Cos2(φ)?cos( φ)31 # φ
51.2@"9
7ue!o en mi caso φ : 'en φ
r # r
donde: r # a 'en φ
r #
r
φ
".,# 4.*5 "@.2#"@9
#.4#5 Z
51.2@"9
OZ
Calculo
1##U!m2
Combinacion: T 1.5% ? 1. 7 Kue analiBado utiliBando el pro!rama 'AP2### la cual dio los resultados si!uientes: %onde :
Area Tet 2# 2# 2# 2# 52 52 * * 114 114 1* 1* 1# 1#
K11 8
KuerBa anular o uerBa en la direccion de los paralelos.
K22 8
KuerBa en la direccion del meridiano.
AreaElem Tet 2# 2# 2# 2# 52 52 * * 114 114 1* 1* 1# 1#
'>ellType Tet '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in
Se ue'#&a lo' !udo'
[oint Tet ", *1 *# *2 * 5 114 11@ 1* 1*, 1# 11 212 21"
TALE Elee!# ;o&ce' K A&ea S7ell' utputCase CaseType K11 Tet Tet Tonm C<0* Combination 31.*22 C<0* Combination 31.*"" C<0* Combination 31.45 C<0* Combination 31.45 C<0* Combination 31.,"@ C<0* Combination 31.," C<0* Combination 31.,, C<0* Combination 31., C<0* Combination 31.22 C<0* Combination 31.@" C<0* Combination 3"."@@ C<0* Combination 3"."@ C<0* Combination 31#.112 C<0* Combination 31#.1*@
K22 Tonm 32.44 32.@4 32.,"# 32.@5# 32.@5, 32.@4# 32."@ 32."# 32."1 32.*2 3".14 3".1@5 3"."*@ 3"."*
<11 Ton3mm 3#.##25" 3#.##25" #.##1#, #.##1#, #.##15" #.##15" #.###21 #.###21 3#.##2#@ 3#.##2#@ 3#.##52" 3#.##52" #.11"#4 #.11"#4
<22 Ton3mm 3#.#212" 3#.#5"2" #.##221 #.##221 #.##4"4 #.##4"" #.##25 #.##2@ 3#.#1*4# 3#.#2@## 3#.#4,#" 3#.#4," #.#1*, #.#15,
D"'eo a+ Po& e!&a!a E! la d"&ecc"o! del e&"d"a!o %atos: Jc 2*5 U!cm2 \ct #., ]Jc 1*.#, U!cm K22 "."* Tnm > 1# cm \c "."5 U!cm2 Z
Para casacaras se!n re!lamento 1*.#,
U!cm2
U
Considerare armadura minima ya ue no ecede el esuerBo producido al re!lamentado. Asmin Gsare:
".5# cm
#.##"5LbLt 340 W%.25
;e uerBo minimo para casacaras se!n re!lamento
E! la d"&ecc"o! del *a&alelo
%atos: Jc \ct K11 > \c
2*5 U!cm2 #., ]Jc
1*.#, U!cm2
1#.1*@ Tnm 1# cm 1#.15 U!cm
Z
1*.#,
U!cm
U
Considerare armadura minima ya ue no ecede el esuerBo producido al re!lamentado. Asmin Gsare: As + Po& 8le>"o!
#.##"5LbLt 340 W%.25 2.* cm
2.4" cm2
<22 #.#,#" tn3m Es 2.1#E?#4 U!cm2 U!cm2 Ec 15###]2*5 2"*@@.1* n .,* ^ , (n31)As L2.* 22.@2 cm2 _ ".@5 cm 1 ? 2 %ebido a ue el reuerBo se ubica en medio de la seccion. %onde: 1##[email protected] 12 1 "515.4" cm 2 _a ue es diminuto en comparacion de 1 # 7ue!o "515.4" cm" EsuerBo de tracción de l concreto OZ ct <.C ,.4" U!cm2 Z 1*.#, -!cm2 c+ E!'a!c7e de coe&#u&a
>
7 14> 1.5>ZeZ2> Asumire: e 2>
#.#@5 mt
1.2# mt #.15 mt
"""+DISE O DE VI9A ANILLO SUPERIOR
'e /io ue cuando la cupula es un casuete de supericie eserica en cuyo paralelo de borde sea φ Z ,#9n los esuerBos de menbrana 8 en dic>o borde+ no son /erticales+ por este moti/o es necesario disponer de una /i!a de borde circular ue sea capaB de absor/er la componente >oriBontal de los esuerBos en el meridiano 8. D"'eo
%ato Jc 2# U!cm2 y *2## U!cm2 'ecci on de / i!a : #."5 #."5 mt b #."5 mt > #."5 mt rec 5.## cm d "# cm Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 25*"**.45 U!cm2 n .24 ^ , En el estado elastico a!rietado. %atos: s #.5 y
U!cm2
21##
Considerare para mi calculo:
s
,##
U!cm2
%el análisis se tiene ue la tracción producida en la /i!a es de: T
1#.5# tn
7ue!o el área de acero será de: As T s
11.4@ cm2
Asmin #.@]JcyLbLd 'e usara:
2.," cm2
4φ5 XAs
11.,* cm2
=eriicacion del esuerBo de tracción en el concreto EsuerBo maimo de traccion en concreto
1.2]Jc
2#.# U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo de esuerBo de tracción actuante:
\ct
T \ctL(Ac?(n31)As) \ct
@.,5
Z
Se u'a&a %.35 > %.35# Y &e8ue&Bo - 540 E'#&"o' de 340 W %.15#
2#.# U!cm2
OZ
"v+DISE O DE PARED CILINDRICA Cua
Pa&ed e! a!al"'"'
º
Calculo
'e realiBara el dise&o de la pared cilindrica en el estado elastico a!rietado: %onde: As <(s..d) s #.5 y 1 3 -" - 1(1?s(n.c)) Da#o Jc 2# U!cm2 y *2## U!cm2 'ecci on de / i!a : 1.## #.25 mt b 1.## mt > #.25 mt rec 5.## cm d 2# cm Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 25*"**.45 U!cm2 n .24 ^ , En el estado elastico a!rietado. %atos: U!cm2 s #.5 y 21##
Considerare para mi calculo:
s
c #.*5Jc 124.## EsuerBo maimo de traccion en concreto
,#
U!cm2
U!cm 1.2]Jc 2#.# U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Se *&ocede&a al calculo de ace&o *o& la 8le>"o! ue 'e *&odu"ce e! la' *a&ede'. %el análisis se tiene ue el momento lector producido en el apoyo maimo es: Re'ue! <ed. de la 'u*e&8. de a:ua+
#.### #.25" #.514@ #.@@5# 1.#""" 1.2,1@ 1.55## 1.#" 2.#44@ 2."25# 2.5"" 2.*1@ ".1###
o"!# 22, 2"2 2,1 "2" "55 "@ *1, *51 *" 515 5*@ 5@, 5
<
o"!# 2"1 2"# 2,2 "2* "54 " *2# *52 ** 514 5* 5# @
2.5# tn3m
7ue!o el área de acero será de: - As <(s..d) Asmin #.@]JcyLbLd
#.5"4* #.212 15.5" cm2 5.5 cm2
M22 #!K 2.5## 2.#4# 1.4# 1.",# 1.2*# 1.2,2 #.2*# #.2*# #.2## #.2#" #.142 #.1#" #.#@5
A' c2 15.4" 12. 1#.5# .4, @.@5 .# 1.5# 1.5# 1.25 1.2@ 1.#1 #.4* #.*@
Medida de la parte inferior a superior. Se calcula&a el &e8ue&Bo *o& la #e!'"o! *&oduc"da e! la *a&ed c"l"!d&"ca
_ (medida del espeo de a!ua) ".@4#
2.1
2.5"4
2.255
1.,@"
1.4,1
1.*#,
1.12@
#.*5
#.54*
#.22
#.###
Elee!# ;o&ce' K A&ea S7ell' A&ea ;11 ;22 Tet Tonm Tonm 1,5 2@.5 1,5 2.#* 1,5 35.4@ 1,5 35.@ 22@ 24.,2 22@ 2@.,2 22@ 35.2 22@ 35.# 25, 2@.2* 25, 2@.2* 25, 32.5 25, 3".1 2,1 25.,@* 2,1 2.## 2,1 31.,,@ 2,1 31.,,@ "2" 2".1* "2" 2".1* "2" 31.@,@ "2" 31.@,@ "55 22.2"# "55 2#.12* "55 31.,54 "55 31.5*@ "@ 1,."## "@ [email protected],* "@ 31.44 "@ 31.2@@ *1, 1*.4** *1, 1*.4** *1, 3*.2@" *1, 3*.2@" *51 1*.@## *51 1*.@## *51 3".," *51 3".," *" 11.11* *" 11.11* *" 3".4," *" 3".4," 515 12.2,# 515 12.2,# 515 3".5#" 515 3".5#" 5*@ ,.@1* 5*@ 11.2# 5*@ .## 5*@ .##
A' d"&ecc. del e&"d"a!o c2
a&&a'
A' d"&ecc"o! del *a&alelo c2. A'#42
a&&a'
2.*2
540 W %.%,5
2.*2
1420 W %.1%
2@.*@
540 W %.%,5
2@.*@
1420 W %.1%
2.",
540 W %.%,5
2.",
1420 W %.1%
24.5#
540 W %.%,5
24.5#
1420 W %.1%
2".44
540 W %.15
2".44
1420 W %.1%
22.4
540 W %.15
22.4
1420 W %.15
1,.4,
540 W %.15
1,.4,
1420 W %.15
1*.,*
540 W %.3%
1*.,*
1420 W %.15
15.##
540 W %.3%
15.##
1420 W %.15
11."*
540 W %.3%
11."*
1420 W %.2%
12.5*
540 W %.3%
12.5*
1420 W %.2%
,.,1
540 W %.3%
,.,1
1420 W %.2%
1420 W %.2% 1420 W %.2%
v+DISE O DE VI9A IN;ERIOR Para el dise&o se consideran todas las car!as ue actuan sobre la /i!a inerior+ como son: el peso de la cobertura+ peso de la /i!a superior y peso de la pared cilindrica. D"'eo %ato Jc "5# U!cm2 y *2## U!cm2 'eccion de /i!a : #."5 #.5# mt b #."5 mt > #.5# mt rec 5.## cm d *5 cm Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45.,4 U!cm2 n @." ^ En el estado elastico a!rietado. %atos: s #.5 y
U!cm2
21##
Considerare para mi calculo:
s
,#
U!cm2
%el análisis se tiene ue la tracción producida en la /i!a es de: T
21.2" tn
7ue!o el área de acero será de: As T s 'e usara:
21.44 cm2 8φ3/4 XAs
,.,5 cm2
=eriicacion del esuerBo de tracción en el concreto EsuerBo maimo de traccion en concreto
1.2]Jc
22.*5 U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo de esuerBo de tracción actuante:
\ct
T \ctL(Ac?(n31)As) \ct
11.4@
Z
Se u'a&a %.35 > %.5%# Y &e8ue&Bo 34$0 E'#&"o' de 1420 W %.2%#
22.*5 U!cm2
OZ
v"+DISE O DE ;ONDO CONICO a+ Calculo de e'*e'o& de 8o!do co!"co
7os esuerBos de tracción permitiran obtener el espesor necesario del ondo conico mediante la epresion (1) %onde: \ct EsuerBo de tracción del concreto \at EsuerBo de tracción del acero K11 esuerBo anular K22 EsuerBo en el meridiano %atos Anc>o tributario 1## cm K11 24. tn btenido de análisis Jc "5# U!cm2 y *2## U!cm2 Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45.,4 U!cm2 n @." ^ ;ecubrimiento 5.## cm En el estado elastico a!rietado. %atos: U!cm2 \at #.5y 21## Considerare para mi calculo: EsuerBo maimo de traccion en concreto
\at
U!cm 2 22.*5
12## 1.2]Jc
U!cm2
Para elementos ue soportan liuidos se!n AC Ac e.1## (1c?n\at)K11 e 1".@4 cm Asumire el mismo espesor de la pared cilindrica e 25.## cm
III.(1)
+ D"'eo de a&adu&a e&"d"o!al K22 Ac 1## e As
14.4@ tn 25## #.#1 Ac
btenido de análisis cm2 cm2
25.##
Por cuantia minim a de elemento sometidos a compresion.
Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Por car!a de colapso para elementos sometidos a compresion. Pc
4@"#5#
U!
Gsare : 142 W %.1% # e! dole alla
144@ U!
U
2.@# cm 2
As
c+ D"'eo de la a&adu&a a!ula& K11 As Gsare :
24. 22.*#
tn cm2
142 W %.1% # e! dole alla
d+ Ve&"8"cac"o! *o& 8le>"o!
1." tn3m Armadura meridional
(n31)As2
Porue son dos mallas
_
1##.*5 cm2 12.@, 1"#2#.""
cm cm*
EsuerBo de traccion producido en el concreto c
<.C
[email protected]
U!cm2
Z
22.*5
U!cm2
v""+DISE O DE LOSA DE ;ONDO EN CUPULA ES;ERICA Es casuete eserico de ondo estara sometido alas car!as debido apeso propio+ peso del liuido+ peso de la c>imenea de acceso.
A&ea Tet @4, @4, @4, @4, @4, @4, @4, @4, @@# @@#
A&eaEle Tet 5,@ 5,@ 5,@ 5,@ 5,@ 5,@ 5,@ 5,@ 5, 5,
S7ellTY*e Tet '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in '>ell3T>in
o"!# Tet 114, 11@1 @,4 @5 114, 11@1 @,4 @5 @5 @,4
TALE Elee!# ;o&ce' K A&ea S7ell' Ou#*u#Ca'e Ca'eTY*e S#e*TY*e Tet Tet Tet C<05 Combination
;11 Tonm 3#."*2 3#."*2 1.15 1.15 34.12 34.12 31.2@* 31.2@* 1.1* 1.1*
;22 Tonm 3#.4*5 3#.4*5 3#.41 3#.41 314.4@ 31*.522 31".**5 31".**5 3#.5,1 3#.5,1
M11 Ton3mm #.4,"22 #.4,"22 #.5#2#5 #.5#2#5 #.#2*44 #.#2*44 #.#1@21 #.#1@21 #.*,@5 #.*,@5
M22 Ton3mm 2.5252 2.5252 1.##4" 1.##4" #.1#", #.1#", #.#"@1" #.#"@1" 1.#,2@* 1.#,2@*
a+ D"'eo de e'*e'o& de cu*ula K11 8 K22 8
KuerBa anular o uerBa en la direccion de los paralelos. KuerBa en la direccion del meridiano.
%atos Anc>o tributario 1## cm K11 "4.25 tn btenido de análisis Jc "5# U!cm2 y *2## U!cm2 Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45.,4 U!cm2 n @." ^ ;ecubrimiento 5.## cm En el estado elastico a!rietado. %atos: U!cm2 \at #.5y 21## Considerare para mi calculo: EsuerBo maimo de traccion en concreto
\at
U!cm 2 22.*5
12## 1.2]Jc
U!cm2
Para elementos ue soportan liuidos se!n AC Ac e.1## (1c?n\at)K11 e 1.5@ cm Asumire el mismo espesor de la pared cilindrica e 25.## cm
III.(1)
+ D"'eo de a&adu&a e&"d"o!al K22 Ac 1## e As
1@."# tn
#.#1 Ac
btenido de análisis cm2 25## cm2
25.##
Por cuantia minima de elemento sometidos a compresion.
Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Por car!a de colapso para elementos sometidos a comp resion. Pc
4@"#5#
U!
1@"## U!
Gsare : 142 W %.1% # e! dole alla
2.@# cm2
As
c+ D"'eo de la a&adu&a a!ula& K11 As Gsare :
"4.25 2.@#
tn cm2
Z
Pc
142 W %.1% # e! dole alla
d+ Ve&"8"cac"o! *o& 8le>"o!
2.15 tn3m Armadura meridional
1##.*5 cm2 12.@, 1"#2#.""
Porue son dos mallas cm cm*
EsuerBo de traccion producido en el concreto
U
U
c
<.C
U!cm2
2#.14
Z
22.*5
U!cm2
d+ Ve&"8"cac"o! de *a!deo e! el a*oYo Da#o' Jc "5# U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45.,4 U!cm2 Anc>o tributario 1.## mt b ".@4# m e #.25# m 7 lon!. %e pandeo en la base M.d 11.1 mt #.##1"#21 m* A #.25 m2 ;#2 radio de !iro A #.##52# mt
;a 1? #.###1L72;#2
".4 coeiciente de ;an-in!
\cc esuerBo de compresion del concreto #."Jc \p Tension ue da lu!ar al pandeo 1.25L\cc;a 1"#2#."" cm* rJ 5."2 mt U coeiciente de se!uridad Cp 4Ec.(U.rJ2) Cp
@*,5.*"
"5.4
U!cm2
U! U!cm2
"1.*# Z
U!cm2
radio de cur/atura 1#
cp Cp(1##Le) cp
1#5
\p
U
v"""+DISE O DE C(IMENEA DE ACCESO
Este conducto estara sometido a la accion de la presion eterior producida por el liuido ue se encuentraa su alrededor.
Procedimiento de calculo %atos Anc>o tributario 1## cm γ ` 1### U!m " >1 ".@4 mt r c>i #.# mt Jc 2# U!cm2 2 y *2## U!cm t #.15 mt U 1#.## Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 25*"**.45 U!cm2 n .24 ^ recubrimi @.5# cm "+ Ve&"8"cac"o! *o& *a!deo
,
P γ `L>1 "@4# U!m 2 C #.5LP "1,4 U!m I ) 2125.## cm* Ec 152##]Jc 25*"**.45 U!m 2 Cp "Ec.(U.r c>i ) Cp ""5".1 U!m C
Z
""+ A&adu&a a!ula& e K11
15 cm 1."" tn
Ac 1## e As
OZ
Cp
#.#1 Ac
btenido de análisis 15##
cm2
15.##
cm2
Por cuantia minima de elemento sometidos a compresion.
Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Por car!a de colapso para elementos sometidos a compresion. Pc
"""1**
U!
1""# U!
Gsare : 142 W %.15 #
As
15."@ cm2
"""+ A&adu&a e! el e&"d"a!o e K22
15 cm *.,1 tn
7ue!o usare : 142 W %.15 #
btenido de análisis
(compresion)
Por cuantia minima #.#1 As
15.## cm2
"v+ C7eueo de e'el#eB U 2 r et ,#.## r int #.## 7 ".*# t M.(ret*3r int*)* M.(r et 3r int ) A P tA U 7 P
por ser este el caso cm cm cm cm mt radio de !iro 1,"4##4*.@" 5"*#.@1 4#.21 cm 11.2, Z 1##
U
U
v+ Ve&"8"cac"o! *o& 8le>"o!
#., tn3m Armadura meridional
12# cm 2
(n31)As _
@.5# 2125.##
Porue son dos mallas cm cm*
EsuerBo de traccion producido en el concreto c
<.C
2".@"
U!cm
Z
2#.#
U!cm
">+ ANILLO CIRCULAR DE ;ONDO DE C(IMENEA P&o*"edade' de lo' elee!#o' Jc "5# -!cm2 Ec 2.*.E?#5 y *2## -!cm2 E s 2.1#E?#4
-!cm2
Ca&:a ac#ua!#e %el analisis se tiene:
Ca
5.#, tn
Calculo de la ca&:a de cola*'o Asumiendo un anillo circular cuadrado de #.25 #.*5 mt A!
1125 cm 2
Asmin
11.25 cm 2
Gsare : 5W5X As
11., cm 2
;eemplaBando en la ormula Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Pc
"#5.1 tn
Ca Z Pc U Lue:o u'a&e - 540 Y e'#&"o de 340 W %.2%# a!"llo c"&cula&. >+ DISE O DE VI9A DE ;ONDO 7a /i!a de ondo se >alla sometida a las compresiones del ondo conico como el ondo eserico+ debido a ue los esuerBos ue se transmiten ala /i! a no son /erticales+ por lo ue la encar!ada de absorber las componentes >oriBontales ya sea de traccion o compresion es esta /i!a circular de ondo..
D"'eo %ato Jc "5# U!cm2 y *2## U!cm2 'eccion de /i !a : #.*5 #.@# b #.*5 mt > #.@# mt rec 5.## cm d 45 cm Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45.,4 U!cm 2 n @." ^ EsuerBo maimo de traccion en concreto 1.2]Jc
22.*5 U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo del ace&o de &e8ue&Bo
K11 Ac b.> As
5.52 tn "15# #.#1 Ac
cm2
*#*"
cm
"1.5#
Pc #.#(#.5Jc(A!3As)?yLAs) Pc
btenido de análisis Por cuantia minima de elemento sometidos a compresion.
Por car!a de colapso para elementos sometidos a compresion.
U!
551 U!
U
Gsare : 1234$/ $54 E'#&"o' de 340 W %.2%#
DISEÑO DE ELEMENTOS DE SOPORTE DISE O DE ;USTE CILINDRICO
Procedimiento de calculo %atos Anc>o tributario 1## cm 2".##1*."5 mt >` 2# 2# U!cm2 Jc y *2## U!cm2 t 25.## cm U #.# Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 25*"**.45 U!cm2 n .24 ^ recubrimi 5.## cm
,
%espues del analisis del uste al aplicarle las car!as sismic as+ car!a muerta+ car!a /i/a. 'e obtiene los si!uientes esuerBos en los elemento dierenciales de la estructura del uste+ el cual me muestra como se comporta el uste ante la aplicación de dic>as car!as.
D"'eo de &e8ue&Bo e! el e&"d"a!o %el análisis se tiene ue la tracción ma ima producida en el uste es de: T
1##.,* tn
7ue!o el área de acero será de: As T y 'e usara:
2.2@ cm2 W5 #.2# mt
As
24.4* cm2
=eriicacion del esuerBo de tracción en el concreto EsuerBo maimo de traccion en concreto
2]Jc
"".*@ U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo de esuerBo de tracción actuante:
\ct
T \ctL(Ac?(n31)As) \ct 'e usara:
"@.2#
Z
54 W %.2%#
OZ
"".*@ U!cm2 en doble malla
S Cuantia usada sera de : #.#11 Q 2.2y 8o reuiere elementos de borde ya ue la c uantia supera a #.##@. Esta cuantia minima se utiliBa ya ue los esuerBos de compresion y traccion en el uste no superan los maimos permitidos.
#.##@
U
D"'eo de &e8ue&Bo a!ula& %el análisis se tiene ue la tracción producida en el uste es de: T
24.,, tn
7ue!o el área de acero será de: As T y 'e usara:
4.*" cm2 W12 #.55 mt
En doble malla As
*.42 cm2
=eriicacion del esuerBo de tracción en el concreto EsuerBo maimo de traccion en concreto
2]Jc
"".*@ U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo de esuerBo de tracción actuante:
\ct
T \ctL(Ac?(n31)As) \ct
1#.4*
Z
"".*@ U!cm2
OZ
Pero para reuerBo trans/ersal >ay al!unas condiciones ue deben cumplir: 7a cuantia minima es de #.##2b>
5.## cm2
Pero en caso el reuerBo /ertical supera la cuantia de #.##@ el reuerBo tran/ersal no debe estar separado mas de #.2# mt 7ue!o por esto se tomara: 'e usara:
54 W %.2% #
en doble malla
Ve&"8"cac"o! *o& 8le>"o!
(n31)As2 _
".,5 tn3m Armadura meridional
15.4@ 1"#2#.""
Porue son dos mallas cm cm*
EsuerBo de traccion producido en el concreto ct
<.C
2."#
U!cm
Z
"".*@
U!cm OZ
DISEÑO DE LA CIMENTACI[N. DISE O DE LA CIMENTACION
Jc 2*5 -!cm2 Ec 2.".E?#5 y *2## -!cm2 E s 2.1#E?#4 ) 7 ) R ) & 8) D8 ) \# ) S4C ) Recu&""e!#o & ) Pe&al#e d )
1## cm @# cm 5.2# m 2.@5 m ".1# m #., 5##
-!cm2 anc>o t ributari o ;adio de Bapata U!cm2 U!m2
@.5 cm 42.5 cm
Calcula!do la cua!#"a ala!ceada
6allando 1
Para JcQ2# -!cmR
Para Jc O 2# -!cmR
1
#.5#
Kórmula :
)
#.#252,
Calcula!do la cua!#"a' >"a Y F!"a
Cuantia <áima: #.@5LSb
#.#1,@
Calculo de oe!#o &e'"'#e!#e
Peso especiico del terreno
1.4#
Peso de la estructura
11#4.##
tn
Peso del terreno
"24.2#
tn
Peso de la placa
1*2.@1
tn
Peso total
tnm"
15@*.,2 tn
Tomando momento en el punto mas aleado de l a Bapata circular
1,.5@ tn3m
Moe!#o ac#ua!#e
*4."# tn3m %el analisis del uste el momento lector resultante del uste completo no como un elemeto dierencial sino en conunto.
;elacion en
Acero in erior Paralelo Moe!#o' #!K
Acero superi or
r #.##
mt
r #.45
mt
35.,*
11.25
"*X#15 mt
r 1."#
mt
1.1
11.25
"*X#.15 mt
31.12
11.25
"*X#.15 mt
r 1.,5
mt
1#.*4
11.25
"*X#.15 mt
".#
11.25
"*X#.15 mt
r 2.4#
mt
2".,
11.25
"*X#.15 mt
,.5*
11.25
"*X#.15 mt
r ".25
mt
.1,
11.25
"*X#.15 mt
4.2
11.25
"*X#.15 mt
r ".,#
mt
*.5
11.25
"*X#.15 mt
r *.55
mt
24.2,
11.25
"*X#.15 mt
,.*,
11.25
"*X#.15 mt
r 5.2#
mt
25.2,
11.25
"*X#.15 mt
,.51
11.25
"*X#.15 mt
r 5.5
mt
2".,
11.25
"*X#.15 mt
,.5*
11.25
"*X#.15 mt
r 4.5#
mt
21.1,
11.25
"*X#.15 mt
4.2
11.25
"*X#.15 mt
r @.15
mt
*.5
11.25
"*X#.15 mt
r @.#
mt
,.*,
11.25
"*X#.15 mt
24.2,
A'c2+
11.25
"*X#.15 mt
A'c2+
VERIFIFACION DE LA CIMENTACION OR CORTE !NIDIRECCIONAL Ve&"8"cac"o! *o& co&#e u!"d"&ecc"o!al
El corte se ubica a la distancia d del muro. P7 P% P'
1#4.## tn 5##.## tn "1#.## tn
;eaccion ampliicada del suelo snu
5.,,
tnm2
Cortante producida W=u
,"#.4" tn
;esistencia del concreto al corte W=c
,"*.5@ tn
7ue!o
,"*.5@
Q
,"#.4"
OZ
Ve&"8"cac"o! de lo' e'8ue&Bo'
El esuerBo maim o en compresion producido en la Bapata es se!n el analisis \cc
@.5"
U!cm 2
Z #.*5Jc
11#.25 U!cm 2
OZ
"1."# U!cm 2
OZ
El esuerBo maim o en traccion producido en la Bapata es se!n el analisis \cc
24.5
U!cm 2
Z 2√Jc
A'c2+ 11.25
"*X#.15 mt
">+DISE O DE VI9A IN;ERIOR Para el dis e&o se consideran todas las car!as ue actuan sobre la /i! a inerior+ como son: el peso total del reser/orio en un N de disipacion. D"'eo %ato Jc "5# U!cm2 y *2## U!cm2 'eccion de /i!a : #.5# 1.2# mt b #.55 mt > ".## mt rec 5.## cm d 4# cm Es 2.1#E?#4 U!cm2 Ec 152##]Jc 2*"45,.41 U!cm2 n #.@* ^ 1 En el estado elastico a!rietado. %atos: s #.5 y
U!cm2
21##
Considerare para mi calculo:
s
21##
U!cm2
%el análisis se tiene ue la tracción producida es de: T
1"*.## tn
7ue!o el área de acero será de: As T s 'e usara:
4".1 cm2 22φ3 *XAs
4".1* cm2
=eriicacion del esuerBo de tracción en el concreto EsuerBo maimo de traccion en concreto
1.2]Jc
22.*5 U!cm2 Para elementos ue soportan liuidos se!n AC
Calculo de esuerBo de tracción actuante:
\ct
T \ctL(Ac?(n31)As) \ct Se u'a&a %.55 > 3.%%# E'#&"o' de 1420 W %.15#
.12
Z
22.*5 U!cm2
OZ
".# Mo$entos $%&i$os otor'ados por la presi(n de a'ua.
).# Mo$entos $%&i$os otor'ados por efe*tos de +is$o.
