Analisís y Diseño de Cimentación de Tanque Vertical Para Almacenamiento de Agua de La Red Contra Incendio en Ampliación de Módulo

ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIÓN DE TANQUE VERTICAL PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA DE LA RED CONTRA INCENDIO EN AMPLIACIÓN DE MÓDULO “A”.

En el diseño de ésta cimentación se tomará en cuenta las cargas de servicio del tanque vertical. ve rtical. LOS DATOS PARA EL ANÁLISIS DEL TANQUE SON LOS SIGUIENTES: Diámetro interior: 6.00 metros. Altura: 10.80 metros. El tirante de agua dentro del tanque: 10.40 metros. El peso del tanque vácio: 12.58 ton. El peso del agua: 294 ton. Carga uniformemente repartida por peso de tanque: t anque: 0.667 ton/m Carga por peso de agua: 10.40 ton/m2 Capacidad de carga del terreno: 10 ton/m2 El módulo de balasto se determina en base a la siguiente tabla:

En tabla anterior se determina el módulo de balasto que ésta en función del tipo de suelo. Para el cuál se elige un tipo de suelo de arcilla media con una capacidad de carga (qu) de 0.50 a 2.0 kg/cm2. Estando ésta en el rango de la capacidad de carga del terreno en cuestión. Para obtener el módulo de balasto, se interpola los valores que aparecen en la tabla, para una capacidad de carga de terreno de 1.0 1 .0 kg/cm2.

VALORES INICIALES CONOCIDO/INTERPOLADO FINALES

INTERPOLACIÓN LINEAL X 0.5 1.0 2.0

Y 1.3 2.2 4.0

Se tomará para módulo de balasto equivalente a 2.20 kg/cm3. Se modela la losa de cimentación de este tanque con los siguientes datos: Diámetro: 7.50 metros Peralte: 0.50 metros El software que se usa para modelar la cimentación es el SAFE, el cual nos arrojará los datos de deformaciones, esfuerzos en el suelo, momentos flexionantes y fuerzas cortantes en la losa. 

DEFORMACIONES BAJO CARGAS DE SERVICIO Escala de deformaciones en metros.

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ESFUERZOS EN EL SUELO BAJO CARGAS DE SERVICIO Escala de esfuerzos en ton/m2

DIAGRAMAS DE MOMENTO FLEXIONANTE EN SENTIDO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL

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DIAGRAMAS DE FUERZA CORTANTE EN SENTIDO LONGITUDINAL Y TRANSVERSAL

La combinación de carga para el análisis de ésta cimentación es la que indica el ACI. 1.2 Carga muerta (peso propio de losa de cimentación) 1.2 Carga muerta (peso propio de tanque) 1.6 Carga viva (peso de agua)  A continuación se determina el acero de refuerzo para la losa de cimentación.

(Todo en base al reglamento del ACI). Datos para el cálculo: Mu = 8.20 ton-m = 710.10 kip-in Vu = 10.10 ton = 22.25 kip H = 50 cm = 19.68 in r = 5 cm = 2 in d = 45 cm = 17.72 in b = 100 cm = 39.37 in f ’c = 250 kg/cm2 = 3,552.64 psi fy = 4200 kg/cm2 = 60,000 psi

Se hacen los cálculos para una franja unitaria.

Para determinar el área de acero necesaria en la franja unitaria se usa: As = ρ b d Por especificación: √ 

As min = 

  

   

Se determina la cuantía de acero: ρmin = 0.00333 ρ0 = 0.00298

Para determinar ρmáx en función de Rn y φ; Donde: Rn = 64.00 psi Φ = 0.9,

Entonces:

ρmáx = 0.00108

se toma la mayor cuantía ρ = 0.00333 por lo que : As = ρ b d

As = 2.33 in2 Se usará varilla del número 5 a cada 20 cm, en ambos sentidos y en ambos lechos.



REVISIÓN POR CORTANTE

El cortante resistente está en función de las dimensiones de la franja unitaria, la resistencia del concreto, factor por tipo de concreto y factor de corte, donde: Φ = 0.75 λ  = 1.00

Entonces: φVc = 62.40 kip

> Vu

Entonces el peralte efectivo, necesario para resistir la fuerza cortante actuante, se determina en función de éste último: V u = 22.25 kip d = 6. 32 in < 17 .71 in

BIBLIOGRAFÍA 

Requisitos del reglamento para concreto estructural (ACI 318S-08) y comentarios.

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Melli Piralla. Diseño Estructural. 2ª. Ed. Limusa. 2002. México

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Jack C. McCormac. Diseño de Concreto Reforzado. 4ª. ED. Alfa Omega. 2002. México