DISEO ESTRUCTURAL CAMARA DE BOMBEO

CRITERIOS DE DISEO* Las paredes de la Camara de Bombeo estarn sometidas al esfuerzo originado por la presin del los residuos liquidos, y la presion del suelo.

* Se usar los siguientes datos para el diseo:

f 'c = 210 Kg/cm

f 'y = 4200 Kg/cm

5.140 Kg/cm

DISEO Y CALCULOSConsiderando lo siguiente :

a.- Cuando camara de bombeo esta vacia, la estructura se encuentra sometida a la accin del suelo, produciendo un empuje lateral; como un anillo sometido a una carga uniforme, repartida en su perimetro.

a.1.- Cuando el terreno actua completamente alrededor de las paredes del reservorio.Analisis por el metodo de las fuerzas.

Y

1

= +

Mo

Calculo de Mo :

qt.r.da

q adm =

qt

r.sen(-a)

= r

a

Mo

da

Calculo de M1 :

1

1-r.cos

r

M1

Calculo de M2 :

1

M2

Aplicando las ecuaciones de condicin del Mtodo de las Fuerzas, tenemos:

21 X1 +

Para :

Desarrollando y sustituyendo valores obtenidos en las ecuaciones de condicin tenemos que :

- r [ (3 + 8) / 4] X1 +

- r [ ( + 2) / 2] X1 +

Resolviendo se tiene que :

qt = 6.854

r = 4.00 m

f'c (Kg/cm) = 210

fy (Kg/cm) = 4200

El reservorio trabajar a esfuerzo tanjencial Vu< X1

a.2.- Cuando el terreno actua solamente en una franja de las paredes del reservorio.

qt

10 + 11 X1 +

20 +

0 /2 ,

qt.r4 [ (3 + 8) / 4] +

qt.r [ ( + 2) / 2] +

X1 = qt . r ; X2 = 0.00

Analisis por el metodo de las fuerzas.Y

qt

P

30

Mo

Clculo de PP - qt . r sen = 0

Clculo de Mo , M1

Mo =(qt. r/ 2 ) ( 1 - Cos )

Mo = P. r ( 1 - Sen) - qt r (sen30 - sen) - qt r

Mo = qt. r / 2 (1-sen) - qt. r [ 1 - cos(30 - ) ]

Aplicando las condiciones:

0

. ds

EI

Con estos valores hallamos el valor de X1 :

Momentos flectores :

M = Mo . M1 . X1 = qt . r/2 (1 - cos) - qt . r/6

Clculo del Valor de qt :

qt

despejando, =

Cuando 0 /3

Cuando 0 /6

10 + 11.X1 =

10 = Mo . M1

10 = qt . r / 12

Vamos a considerar una presin del terreno sobre las paredes del reservorio de una altura de h =

es decir la estructura est enterrado a sta profundidad.

Por mecanica de suelos sabemos que el coeficiente de empuje activo Ka = Tang (45 + /2)

Adems cuando la carga es uniforme se tiene que Ws/c =====> Ps/c = Ka * Ws/c, siendo :

Ws/c = qt

Ps/c = Presin de la sobrecarga =

Remplazando tenemos:

Ka = 2.882

Asi tenemos que : qt =

Aplicando el factor de carga util :

Clculo de los Momentos flectores :Datos necesarios : r = radio = 4.00 m

qt u = 6.85Tn/m

L anillo = 25.13 m

Mu = qt . r/2 (1 - cos) - qt . r/6

Mu ( T-m / anillo) Mu ( T-m / m-anillo)

0.00 -18.27767 -0.7272

10.00 -17.44463 -0.6941

20.00 -14.97083 -0.5957

30.00 -10.93144 -0.4349

40.00 -5.44918 -0.2168

48.15 -0.02830 -0.0011

60.00 9.13883 0.3636

Diagrama de Momentos :

Cuando 0 /3

-0.7272

30

Calculo de Esfuerzos cortantes.

Q = (1/r) * dM/d = qtu . r sen /2

Mu ( T-m / anillo)

0.00 0.00000

10.00 2.38041

20.00 4.68850

30.00 6.85413

40.00 8.81149

50.00 10.50113

60.00 11.87169

Diagrama de Cortantes :

0.0000

-11.87169

30

Clculo de acero en las paredes del Reservorio debido a los esfuerzos calculados:f 'c = 210 kg / cm

f y = 4200 kg / cm

recubrim.= 5 cm

Acero Horizontal:

Cuando 0 /3

d = e - recub. - refuerzo / 2 =

M(Tn-m) b (cm) d(cm) a (cm)

1.5971 100.00 24.69 0.406

Las paredes de la Camara de Bombeo estarn sometidas al esfuerzo originado por la presin del los residuos liquidos, y la presion del suelo.

Cuando camara de bombeo esta vacia, la estructura se encuentra sometida a la accin del suelo, produciendo un empuje lateral; como un anillo sometido a una carga uniforme, repartida en su perimetro.

X2

X1

=

M

1

+

M1 M2

a =

qt

Cuando: 0 /2

Mo = qt.r .da . r . sen( - a)

a = 0

Mo = - qt x r (1 - cos )

M1 = 1 * (1 - cos)

M2 = 1

= 0

22 X2 + = 0

ds = r * d

Desarrollando y sustituyendo valores obtenidos en las ecuaciones de condicin tenemos que :

r [ (3 + 8) / 4] X1 + r [ ( + 2) / 4] X2 = 0.00

r [ ( + 2) / 2] X1 + r [ ( / 2] X2 = 0.00

X1 = 6.854 x 4.00 m. = 27.417 Ton.

Cortante asumido por el concreto en una franja de 1m.

100cm.

e = 0.03 m

= 0.85

Vc = 1.848 Ton.

Cuando: 0 /2

Cuando: 0 /2

12 X2 +

Vc = 0.5 210 * b * e , siendo b =

X1

P

qt

=

30

M

1

+

M1

30 P = qt .r / 2

M1 = 1

- qt r (sen30 - sen) - qt r

Entonces : X1 =

desarrollando la ecuacin, obtenemos lo siguiente:

X1 = - qt . r /6

qt . r/2 (1 - cos) - qt . r/6

qt

10 / 11

11 = r / 2

Segn datos del Estudio de Suelos, tenemos que :

Peso especifico del suelo s = 1.66

Angulo de friccin interna = 29

h= 7.00 m

Vamos a considerar una presin del terreno sobre las paredes del reservorio de una altura de h = 7.00 m

Por mecanica de suelos sabemos que el coeficiente de empuje activo Ka = Tang (45 + /2)

Adems cuando la carga es uniforme se tiene que Ws/c =====> Ps/c = Ka * Ws/c, siendo :

4.03Tn/m

qt u = 1.70 . qt = 6.85Tn/m

6.85Tn/m

Mu = qt. r / 2 (1-sen) - qt. r [1 - cos(30 - )]

Mu ( T-m / m-anillo) Mu ( T-m / anillo) Mu ( T-m / m-anillo)

-0.7272 0.00 40.14054 1.5971

-0.6941 5.00 39.77914 1.5828

-0.5957 10.00 38.69768 1.5397

-0.4349 15.00 36.90440 1.4684

-0.2168 20.00 34.41294 1.3692

-0.0011 25.00 31.24226 1.2431

0.3636 30.00 27.41650 1.0909

s . h = Ka . qt qt = s . h / Ka

Cuando 0 /6

1.5971

Mu = qtu. r [-cos/2 + sen(30 - )]

Mu ( T-m / anillo)

0.00 0.00000

5.00 -2.06937

10.00 -4.12300

15.00 -6.14524

20.00 -8.12072

25.00 -10.03439

30.00 -11.87169

11.87169

Clculo de acero en las paredes del Reservorio debido a los esfuerzos calculados: = 0.85 = 0.90

p min = 0.002

30 cm - 5 cm - 0.31cm = 24.69 cm

Cuando 0 /6

refuerzo predimens. =

As (cm) As min p=As/bd 1/4 Total Disposicin

1.73 4.94 0.2500 4 1.267 1/4 @

gr/cc

1/4 ''

Disposicin

0.25

Hoja1