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