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
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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
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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
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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
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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
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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