calculo estructural de tanque circular
TRANSCRIPT
MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL PROYECTO DE TANQUE CIRCULAR DE CONCRETO ARMADO, PARA ALMACENAR 4,600 m3.
CONSTANTES DE DISEÑOConcreto f’c = 250 kg/cm2
Acero de refuerzo fy = 4,200 kg/cm2
Peso volumétrico del concreto = 2,400 kg/m3
Peso volumétrico del agua = 1,000 kg/m3
Capacidad mínima 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
DIMENSIONES DEL TANQUEVolumen de diseño 4,600 m3
Diámetro interior (D) 44.20 mNivel máximo de agua 3.00 mAltura máxima de los muros hasta la losa 3.40 mBordo libre 0.40 m
Cálculo de las presiones del agua a diferentes profundidades.
Para h1 = 3.00 m, h2 = 2.00 m y h3 = 1.00 m :
Por lo tanto
TMAX = 55,250 kg
Calculo del espesor mínimo del muro circular.
c = 0.0003fs = 1,500 kg/cm2
fct = 26 kg/cm2
TMAX = 55,250 kg
Es = 2.10 x 106 kg/cm2
n = 9
Espesor = 27 cm
Calculo del area de acero del muro considerando articulación plástica en la unión del muro con el fondo, lo cual nos da una mayor seguridad.
Para T1 = 55,250 kg
colocados en dos capas será ¾” @ 14 cm por parrilla.
Para T2 = 33,150 kg
colocados en dos capas será ¾ ” @ 18 cm por parrilla.
Para T2 = 11,050 kg
colocados en dos capas será 5/8” @ 18 cm por parrilla.
Nota. El colocar un poco más de acero aumenta su vida útil para la corrosión.
D E T A L L E D E L A R M A D O D E L M U R O
Diseño estructural de la losa de azotea del tanque.
Análisis de cargas.
Peso propio de losa (12 cm) = 288 kg/m2
Impermeabilizantes y enjarres = 32 kg/m 2 wm = 320 kg/m2
Cargas vivas wv = 250 kg/m2
Donde:la = lado cortolb = lado largo
Por lo tanto:
wm = 0.50 x 320 =160 kg/mwv = 0.50 x 250 =125 kg/m
6 claros @ 5.50 m = 33.00 m2 claros @ 5.60 m = 11.20 m
= 44.20 m
Para el cálculo estructural se procedió a utilizar el programa “General Frame Análisis v2.05”, del cual nos proporciona las fuerzas axiales, cortantes y momentos máximos y mínimos para las condiciones de cargas ilustradas en la figura. Tomando en cuenta la siguiente consideración:
La resistencia requerida WT que debe resistir la carga muerta (wm) y la carga viva (wv) deberá ser por lo menos igual a (Reglamento ACI 318 “9.2.1.”) :
WT = 1.4 wm + 1.7wv
Datos
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
f’c = 250 kg/cm2 E = 210,000 kg/cm2
f’y = 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.
Momento positivo.
Por lo tanto,
como:
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
3
1
4 5 6 7 8 9 10
2
1
1
> 2.00 cm2
S = 25 cm (construcción)
entonces :
Momento negativo Varilla No. 3 @ 18 cmMomento positivo Varilla No. 3 @ 25 cm
Momento negativo Varilla No. 3 @ 15 cm (construcción)Momento positivo Varilla No. 3 @ 22.5 cm (construcción)
Diseño de trabe de azotea.
wm = 1,250 kg/mwv = 550 kg/m
Para el cálculo estructural se procedió a utilizar el programa “General Frame Análisis v2.05”, del cual nos proporciona las fuerzas axiales, cortantes y momentos máximos y mínimos 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
f’c = 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.
Momento positivo.
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
como:
> 2.98 cm2
entonces :
Doblemente reforzada con 2 varillas No. 5 y 1 varilla No. 4
Cortante máximo actuante.
Vu = 8,186 Kg
Por lo tanto,
= 0.85
Según el Reglamento ACI 318 “11.5.4.” se tiene que si:
S = 60 cm S = 30 cm
como:
entonces :
S = 60 cm S = 25 cm (construcción)
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
Diseño 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