Analisis Estructural Tanque Elevado
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ANALISIS ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS EN TANQUE ELEVADO: “_______________________________ ________________________________ ________________________________ _________________” CHIMBOTE 2,015
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ANALISIS ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS EN
TANQUE ELEVADO:
“_____________________________________
______________________________________
_____________________________________”
CHIMBOTE 2,015
INDICE
1. GENERALIDADES
2. MATERIALES
3. ANÁLISIS Y DISEÑO
4. CONCLUSIONES
5. RECOMENDACIONES
6. ANEXOS
CAPITULO I.- GENERALIDADES
La presente Memoria de Cálculo del Análisis y Diseño Estructural se establece
para el proyecto “__________”, y tiene como finalidad describir las verificaciones de la
configuración estructural planteada y su buen comportamiento en estado de servicio.
Se tendrá en consideración para la verificación del diseño, la Norma de Diseño:
-NTE E.020 “CARGAS” -NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”
-NTE E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
-NTE E.050 “SUELOS Y CIMENTACIONES”
- A.C.I. 318 – 2008 (American Concrete Institute)
- A.C.I. 350 – 2008 (American Concrete Institute-DISEÑO
SÍSMICO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO CONTENEDORAS DE
LÍQUIDO)
UBICACION:
El Proyecto a ejecutar se encuentra ubicado en el Caserío de Cerro Blanco del
Distrito de Nepeña, Provincia de Santa, Departamento de Ancash.
OBJETIVO:
El trabajo propuesto tendrá el objetivo, según las Normas Peruanas, de
asegurar las condiciones óptimas de uso, mediante el análisis utilizando un programa
de cómputo y la memoria de cálculo del diseño de los elementos estructurales.
CAPITULO II.- MATERIALES
a. Concreto.- La resistencia en general será de 280 kg/cm2 de resistencia a la
compresión todos los elementos estructurales.
b. Acero de refuerzo.- El acero usado debe cumplir las normas usadas con un esfuerzo
de fluencia especificado de 4200kg/cm2 en barras de acero corrugado, los
recubrimientos se tomarán de acuerdo a las normas.
CAPITULO III.- ANALISIS Y DISEÑO
1. Parámetros De Suelo
Resistencia de Terreno: 1.38 kg/cm2
Módulo de Reacción de Suelo: 2.884 kg/cm3
2. Métodos Para El Análisis Y Diseño
Todos los elementos de la estructura se diseñan en base de
efectos de fuerzas y momentos, los cuales se determinan por medio
del análisis por cargas verticales, cargas de empuje de terreno y
presión hidrostática.
3. Requisitos Generales De Resistencia
Al diseñar cada uno de los elementos de una estructura de
concreto armado, se debe asegurar que las resistencias de diseño
sean por lo menos iguales a las resistencias requeridas, las cuales se
determinan amplificándose las cargas y con las combinaciones que
manda el reglamento.
4. Resistencia Requerida:
La resistencia requerida (U) para cargas muertas (CM), cargas
vivas (CV) y cargas de presión hidrostática (PH) deberá ser como
mínimo:
U = 1.5 CM + 1.8 CV+1.8 PH
Esta combinación representa las cargas que por lo general se
representan en el diseño de estructuras convencionales, sin embargo
pueden existir otras cargas particulares que podían presentarse.
5. Resistencia de diseño:
La resistencia de diseño se toma como la resistencia nominal
(resistencia proporcionada considerando el acero realmente
colocado) multiplicada por un factor de reducción de resistencia.
Los valores del factor de reducción de resistencia son los
siguientes:
Para flexión sin carga axial = 0.90
Para flexión con carga axial de tracción =
0.90
Para flexión con carga axial de compresión y para
comprensión sin flexión:
Elementos con refuerzo en espiral = 0.75
Otros elementos = 0.70
6. Modelo Estructural
El modelo estructural debe considerar todas las características
de la estructura que influyen en la respuesta ante las solicitaciones
de las fuerzas externas, más adelante se explicará la formulación del
modelo estructural.
Para el cálculo por cargas de gravedad y cargas de empuje de
terreno y sus combinaciones de cargas se utilizó el Programa SAP-
2000 y SAFE.
Se ha modelado con elementos tipo FRAME, y considerando
espesores variables para cada elementos Shell utilizado en el
modelamiento del Tanque Elevado.
En el modelo para el análisis se consideró una distribución
espacial de masas y rigideces que sean adecuadas.
El modelo estructural es el mismo para el análisis por cargas
verticales (carga muerta y carga viva). La diferencia son las
características propias de las cargas actuantes y los grados de
libertad que se deseen obtener.
TANQUE ELVADO
DISEÑO DE SUPER ESTRUCTURA
DEZPLAZAMIENTOS MAXIMOS EN LA ESTRUCTURA
MOMENTOS GENERADOS EN LA ESTRUCTURA
AREA DE ACERO NECESARIO PARA FUSTE DE TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 1.27 cm20.04 cm2 /cm
=31cm=¿∅ 1/[email protected]
AREA DE ACERO NECESARIO PARA VIGA DE EMPALME EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 1.91cm 20.045 cm2/cm
=44cm=¿∅ 5 /8 @0.40
AREA DE ACERO NECESARIO PARA FONDO TRONCO CONICO EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 1.27 cm20.077 cm2/cm
=16.49cm=¿∅ 1/[email protected]
AREA DE ACERO NECESARIO PARA CUPULA INFERIOR EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
AREA DE ACERO NECESARIO PARA CUPULA INFERIOR EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 0.71cm 20.045 cm2/cm
=15.78cm=¿∅ 3/8 @0.15
AREA DE ACERO NECESARIO PARA VIGA DE EMPALME DE FONDO TRONCO CONICO Y MUROS
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 1.98cm 20.10cm2/cm
=19.8cm=¿∅ 5/[email protected]
AREA DE ACERO NECESARIO PARA MUROS EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 0.71cm20. 044 cm2/cm
=16 .14cm=¿∅ 3/8 @0.15
AREA DE ACERO NECESARIO PARA CUPULA EN TANQUE ELEVADO
EL AREA DE ACERO NECESARIO: Teniendoencuenta el esfuerzo soportado por esecomponen testructural esminimo
el cual generaunacantidad deacero inferior a lacantidad minimael cual podria producir
agrietamiento . se opta por trabajar concuantiaminimaen losasmacizas :0.0018
DISEÑO DE SUB ESTRUCTURA
VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO
VERIFICACION DE CAPACIDAD ADMISIBLE DE TERRENO
ACERO EN LADO SUPERIOR DE LA PLATEA DE CIMENTACION
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 5 .07cm20.202cm 2/cm
=25.1 0cm=¿∅ 1@0. 2 5
ACERO EN LADO INFERIOR DE LA PLATEA DE CIMENTACION
EL AREA DE ACERO NECESARIO:
E= 5.07cm 20.203cm 2/cm
=2 4 .98cm=¿∅ [email protected]
CAPITULO IV.- CONCLUSIONES
Habiéndose realizado el Análisis y Diseño Estructural, se concluye:
- La propuesta Estructural del Tanque Elevado, cumplen con los requisitos
mínimos establecidos por la Norma de Diseño Sismo resistente E060,
referidos a desplazamientos máximos y capacidad de resistencia de los
elementos. Complementado con la norma del ACI-350.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN SUPER ESTRUCTURA:
-FUSTE DE TANQUE ELEVADO
El espesor del fuste en el tanque elevado es de 25CM, con lo
cual podemos decir que nuestra distribución de acero será la
siguiente: Ǿ1/2”@0.25 en ambos sentidos.
- PARA FONDO TRONCO CONICO
El espesor del fondo tronco cónico es de 20CM, con lo cual
podemos decir que nuestra distribución de acero será la
siguiente: Ǿ1/2”@0.15 en ambos sentidos.
- VIGA DE EMPALME EN TANQUE ELEVADO
Tiene una sección de 0.35m x 0.50m, con lo cual podemos decir
que nuestra distribución de acero será la siguiente: en los
extremos acero longitudinal 4var Ǿ 5/8”, 4var Ǿ 5/8” y el acero
en estribos Ǿ3/8”@0.20.
-CUPULA INFERIOR EN TANQUE ELEVADO
El espesor de la cúpula inferior en el tanque elevado es de
20CM, con lo cual podemos decir que nuestra distribución de
acero será la siguiente: Ǿ3/8”@0.15 en ambos sentidos
- VIGA DE EMPALME DE FONDO TRONCO CONICO Y MUROS
Tiene una sección de 0.35m x 0.70m, con lo cual podemos decir
que nuestra distribución de acero será la siguiente: en los
extremos acero longitudinal 12var Ǿ 5/8”, y el acero en estribos
Ǿ3/8”@0.20.
- MUROS EN TANQUE ELEVADO
El espesor del muro en el tanque elevado es de 25CM, con lo
cual podemos decir que nuestra distribución de acero será la
siguiente: Ǿ3/8”@0.15 en ambos sentidos
- CUPULA SUPERIOR EN TANQUE ELEVADO
El espesor del fuste en el tanque elevado es variable de 0.20m-0.10m, con lo cual podemos decir que nuestra distribución de acero será la siguiente: anillos de Ǿ8mm”@ 0.20, bastones de:
L=4.675m Ǿ8mm”@ 0.31m
L=3.775m Ǿ8mm”@ 0.71m
L=2.675m Ǿ8mm”@ 0.53m
ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN SUB ESTRUCTURA:
- PLATEA DE CIMENTACION
Profundidad de desplante 2.50m, peralte de 1.50m, f’c= 280 kg/cm2 y módulo de balasto 2.884kg/cm3.
Área de acero necesario en zona inferior de platea malla de Ǿ1”@ 0.25m
Área de acero necesario en zona superior de platea malla de Ǿ1”@ 0.25m
CAPITULO V.- RECOMENDACIONES
Se recomienda, que en la etapa de ejecución de la obra, se tenga especial
cuidado en el control de calidad de agregados, agua, proporciones de
mezcla, encofrados, acero no contaminado, y consolidación del concreto,
para garantizar que la resistencia de los elementos diseñados tenga el
comportamiento según el análisis estructural. Así mismo, los márgenes de
seguridad que por la naturaleza de la obra es necesario cumplir para
garantizar la homogeneidad y monolitismo de la estructura en el proceso
constructivo.
