BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

7/23/2019 BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

1/10

1, l

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0

PARA

CONSTRUCCION

oslo1./2o13

lA.R.M.

H.A.B.

-rA.R.M.

B PARA

REVISION

Y

APROBACION

10t12t2012

A.t(.M.

H.A.B. E,A.A.

A

PARA REVISION 27t11DO12 A.R.M.

H.A.B. E.A.A.

REV. DESCRIPCION FECHA

EJECUTO REVISO

APROBO

mBoMcc

ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD DE BOMEC

LTDA. Y NO PUEDE

SER

REPRODUCIDO

SIN

PREVIAAUTORIZACION DEL

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

GUARACACHI

bdlro

JLIEN

IE U

UUAF(IU:

EGSA GUARACACHI S.A.

JROYts,L;

IU:

DISEO,

CONSTRUCCION

Y

MONTAJE

T-410

{REA

O

UNIDAD:

0

II

ULO:

MEMORA DE

CALCULO

DE

TANQUE

DE

AGUA

T-410

\o.

DE

DOCUMENTO:

BMCZ2-O 1

-000-M-M

C-00 1

{hvttitoN:

0

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2/10

N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

1. OBJETIVO

2, REFERENCIAS

A continuacin se listan las normas y documentos utilizados como referencias en la presente memoria de calculo

2.1. NORMAS

Las normas aplicables para la memoria de calculo son:

- API STD 650 - 2005 Welded Steel Tanks For Oil Storage- API STD 620 Desing & Construccion of large, welded, low-pressure storage tank.- NORMA BOLIVIANA PARA DISEO SISIMICO v.1.4

2.2. DOCUMENTOS

- BMC22-01-000-M-PL-001 Plano T-410- BMC22-01-000-M-HD-001 Hoja de datos del T-410

3. SIMBOLOGIA ADOPTADA

D = Diametro del TanqueH = Altura Maxima del Tanque

H2 = Altura de l Tanque

td = Espesor de Laminas por Condicion de Diseo en Operacin (mm)

tt = Espesor de Laminas por Condicion de Prueba Hidrostatica (mm)

tf = Espesor de Laminas de Fondo (mm)

tr = Espesor Minimo de Laminas recomendado por la norma (mm)

tc = Espesor de Laminas comercial (mm)

ta = Espesor de Laminas adoptado (mm)

Sd = Esfuerzo Permisible en Diseo (Tabla 3-2 API 650)

St = Esfuerzo Permisible en Prueba Hidrostatica (Tabla 3-2 API 650)

CA = Corrosion Permisible en Diseo (mm)G = Densidad Relativa del Liquido AlmacenadoJE = Eficiencia de Junta (Segun A.3.4 API 650)

gy = Peso Especif ico del Acero

La = Separacion entre Vigas Longitud de Arco (m)

np = Numero de poligonos

nv = Numero de v igas

fa = Esfuerzo admisible a flexion

Mmax = Momento maximo a la f lexion

Z = Modulo de flexion (cm3)

tac = Tension Admisible al Corte

tc = Tens ion al Corte

W = Carga

Lv = Longitud de Viga (m)

Qv = Esfuerzo de Corte

bw = Ancho de Perfil

hw = Espesor del A lma Pefil

HL = Altura Maxima del Liquido

Fby = Esfuerzo Correspondiente al Limite Elastico

Mr = Momento recudico en la base

WL = Maximo peso del contenido del tanque que se puede utilizar para resistir el vuelco

Wt = Peso de las paredes del tanque mas el peso del techo

El objeto de la presente memoria es calcular y definir los elementos estructurales y mecanicos que conforman el

tanque T-410, con una capacidad de 820 m3.

10/12/2012

PROYECTO:

DISEO, CONSTRUCCION Y MONTAJE T-410

TITULO:

MEMORIA DE CALCULO DE TANQUE DE AGUAT-410

BMC22-01-000-M-MC-001

1 de 9

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N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

b Maximo espaciamiento entre vigas.t = Espesor del techo corrodo

p = Presion uniforme resultante de las combinaciones de carga descritas en el anexo RCc = Coeficiente de compresin.

3. DATOS GENERALES

Smbolo

D 10,76 m

H 8,7 m

H2 9,02 m

80 C

10 C

CA 1,6 mm

CA 1,6 mm

G 1

1000 Kg/m^3Sd 160 Mpa

St 171 Mpa

Hv 1,5 m

6,00 #

820 mt 3

7850 Kg/m^3

160 Km/hr

1.-Clculo de espesor de pared tanque segn api 650 prrafo 3.6.3.2

1.1.- Mtodo del pie

Calculos en unidades del SI

H td tt tr tc ta

m mm mm mm mm mm

1 8,7 4,36801 2,589951 5 5 6,00

2 7,2 3,87372 2,12746 5 5 6,00

3 5,7 3,37944 1,664968 5 5 6,00

4 4,2 2,88515 1,202477 5 5 6,00

5 2,7 2,39086 0,739986 5 5 6,00

6 1,2 1,89657 0,277495 5 5 6,00

2.- Diseo del espesor del fondo segn la Norma API 650 Prrafo 3.4

El esfuerzo en el fondo del tanque se calcula con las siguientes formulas:

Esfuerzo mximo del material = (td - CA / espesor corroido) (Sd)

Esfuerzo mximo de la prueba hidrostatica = (tt / espesor nominal) (St)

En unidades del SI

Esfuerzo mximo del material = 100,65 Mpa

Esfuerzo mximo de la prueba hidrostatica = 73,81 Mpa

10/12/2012

Temp. Diseo del metal

PROYECTO:

DISEO, CONSTRUCCION Y MONTAJE T-410BMC22-01-000-M-MC-001

TITULO:

Sobreespesor Corrosion Piso

MEMORIA DE CALCULO DE TANQUE DE AGUAT-410 2 de 9

Virola N

Sobreespesor Corrosion Cuerpo

Valor [SI]

Diametro Nominal

Mxima altura del lquido

Altura total de la estructura del tanque

Max. Temp de Diseo

ASTM A-36

Gravedad especifica de diseo

Densidad del lquido

Velocidad del viento

Tensin de diseo del material

Tensin de prueba del material

Altura de virola

Cantidad de virola

Capacidad nominal

Material de la chapa

Densidad del acero

Cuando el mximo esfuerzo del material de l a primer virola es igual o menor a 160 Mpa o el mximo es fuerzo por prueba

hidrostatica de la primer virola es i gual o menor a 172 Mpa, se podr reemplazar las pl anchas de fondo anular soldadas a tope

por planchas soldadas a solapa

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N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

En unidades del SI

100,65 160,00

73,81 171,00

En unidades del SI

Espesor mnimo segn la Norma API 650 = 6 mm

Espesor por corrosin requerido = 1,6 mm

Espesor de diseo = 7,6 mm

Espesor comercial adoptado = 7,95 mm

3.- Anillo superior de rigidez contra viento segn API 650 Prrafo 3.9.6

Seccion requerida del mdulo rigidizador

Z = 59,25 cm^3

Se usar un perfil UPN 6 pulg. con un mdulo igual a

4.- Anillo intermedio de rigidez contra viento segn API 650 Prrafo 3.9.7

Ecuacion para unidades del SI

H 1 = 23,659725 m

No se necesita anillo intermedio

5.- Calculo de estructura techo del tanque segn cdigo API 650 prrafo 3.10

El espesor minimo requerido, para un techo autosoportado es de 4.75 mm. (3/16"), segunel parrafo 3.10.2.2 de la norma API 650.

Para el caso que nos ocupa adoptaremos el mismo espesor de 4.75 mm. (3/16"). Siendo el techo soportadopor una columna.


TITULO: 10/12/2012


Para el anillo rigizador se usar el perfil UPN, cuyo mdulo sea mayor al calculado

PROYECTO:

Las planchas de fondo anular tendran una anchura radial de por lo menos 600 mm (24 pulg) entre el interiordel cuerpo y cualquier union soldada a solapa en el resto del fondo y por l o menos 50 mm (2 pulg) salientes

fuera del cuerpo.

71.70 cm

3

Se reemplazar las planchas de fondo anular soldadas a tope por planchas soldadas a solapa, ya que se verifica la rel acin:

Para seleccionar el espesor de la base del tanque, se sigue la recomendacin de la norma API 650. Para un tanque con un espesor

de la primer virola menor a 19 milimetros y una tensin de prueba del material menor o igual a 190 Mpa, la norma indica un

espesor mnimo de 6 milimetros.

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N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

5.1.- Techo cnico soportado segn cdigo API 650 prrafo 3.10.4

- La pendiente del techo debe ser igual o mayor a 1:16

- La seccion de viga asumida es perfil C 150x50x4.75mm

Donde:

b = Mximo espaciamiento entre vigas a lo largo de la circunferencia del tanque

Fy = Mnimo esfuerzo elastico de la plancha del techo

t = Espesor del techo corrodo

p = Presin uniforme resultante de las combinaciones de carga descritas en el anexo R

nv = Nmero de vi gas

Determinacin de cargas para techo cnico soportado

Espesor de la plancha corroida 5 mm

Peso por area de la plancha 39,25 kg /m2

Peso por metro de la viga = 11,31 Kg /m

Distancia requerida entre vigas = 1,5 m

Nmero de vigas = 23,0

Dimetro interno, D (sin viga) = 0,80 m

Longitud de la viga= 4,98 m

Altura mnima del cono = 0,31 m

Area proyectada de techo = 119,23 m2

Cargas Aplicables al clculo (API 650 3.2)

Peso total de la plancha = 4679,93 Kg

Peso total de la viga = 1297,98 Kg

Carga viva = 1,2 Kpa 122,45 Kg /m2

Presin externa = 0,25 Kpa 25,51 Kg /m2

Presin debido al viento= 0,86 Kpa 87,76 Kg /m2

Carga de nieve= 0 Kpa 0,00 Kg /m2

Carga total p = 2,95 Kpa

- Los centros de las vigas deben estar espaciadas en el anillo exterior a no mas de 1.50m, medido a lo largo de

la circunferencia del tanque.


PROYECTO:

10/12/2012TITULO:

BMC22-01-000-M-MC-001DISEO, CONSTRUCCION Y MONTAJE T-410

7/23/2019 BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

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N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

Peso carga muerta = Kg /m2

Peso carga viva = Kg /m2

Peso total = Kg /m2

Peso sobre una viga = Kg / m

Calculando la viga a flexin

Tensin de flexin acero A-36, f = 0.75 Fy = 1897,5 Kg /cm2

Mf = kg - m

W= cm3

El mdulo res is tente e Inercia del perfil as umi do. W= 55,00 cm3

I= 417,51 cm4

SI: 55,00 > 20,00 El perfil resiste

Comprobacin a la deformacin

= 1,12 cm

max= 1,38 cm

SI: 1,12 < 1,38 Comprueba

- Las columnas deben ser diseadas de acuerdo a la especificacin AISC DEA

E = Mpa

Fy = Mpa

Donde:

E = Mdulo de elasticidad del material [Mpa]

Fy = Mnimo esfuerzo elastico de la columna [Mpa]

Para los clculos se considero una tubera con la siguiente descripcin

Dimetro Nominal: 273 mm

Espesor: 8.7 mm

Esquema: 40

De la tabla de propiedades

I = cm^4

A= cm^2

PROYECTO:


TITULO: 10/12/2012

379,592

20,00

Clculo de la estructura de la columna segn cdigo API 650 prrafo 3.10.3.4

Comprobando si el mdulo del perfil seleccionado resiste la carga, calculamos la carga soportada por cada viga

individual

50,14

76,8

200000

Los datos de: Mdulo de elasticidad del material, Mni mo esfuerzo elastico, son propiedades tabuladas en funcin al tipo de

acero. Para el tipo de acero a utilizar (A-53 Gr. B) se tienen los siguientes datos:

102,04

152,18

122,45

250

6685,8


=

^2/8

= /

=

/

= (5qL^4)/(384EI)

max= L/360

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7/10

N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

Donde:

I = Modul o de Inercia [cm^4]

A = Seccin transversal de la tubera [cm^2]

Siendo:

L = Longi tud sin apoyo [mm]

r= radio gobernante de giro [mm]

Cc= coeficiente de compresin

Si:

L = mm

Entonces

r = mm

Cc =

l / r =

Con estos datos se calcula el esfuerzo de compresin admisible Fa [Mpa]

Si: 115,966

Se usa la siguiente frmula:

Reemplazando valores tenemos:

Fa= Mpa

Para el calculo de la carga que acta sobre la columna se utiliza la siguiente ecuacin:

Fc = (Pa * L * N /2) * ( g /A)

Donde:

Pa = Peso que acta sobre una viga = 122,4 Kg/m

L = Longi tud de la viga = 4,98 m

N = Nmero de Vigas = 23,0

A = Area transversal de la tubera = 76,8 cm2

g = Aceleracin de la gravedad = 9,8 m/s2

Reemplazando valores, obtenemos la carga que debe soportar la columna:

La carga que debe soportar la columna es igual a Mpa

Si : 7.012,54 kg Comprueba

6.- Cargas de viento (Estabilidad al volcamiento) segn cdigo API 650 prrafo 3.11

Para tanques sin anclaje se debe tener en cuenta que se satisfaga la siguiente condicion

Donde:

M = Momento de vuelvo debido a la presin del viento

W = Peso del tanque vaco y sin tolerancia a corrosin que resiste al vuelco

D = Dimetro del tanque

Cargas de viento que actan sobre el tanque

Cv1 = 0,86 Kpa 860 N/m2

Cv2 = 0,72 Kpa 720 N/m2

Donde

H1 = H / 2 = 4,51 m

H2 = H + (H3/3) = 9,12 m

H3 = 0,31 m

Determinacin del momento de vuelco:

F1 = Cv1 * H * D = N

F2= Cv2 * H3 * (D/2) = N

M = F1 * H1 + F2 * H2 = N * m

Determinacin del peso del tanque

Peso del cuerpo = Kg

Peso del piso = Kg

Peso del techo = Kg

Peso anillo rigidizador = Kg

Peso viga del techo = Kg

Peso columna central = Kg

Peso Total = Kg

N

27.095,02

265.531,19

5.780,78

4.679,93

412,40

1.297,98

562,77

59.161,16

BMC22-01-000-M-MC-001

TITULO: 10/12/2012

- La presin del viento se debe asumir que es 0.86 Kpa en reas proyectadas de superficies cilindricas y 0.72 Kpa en reas

proyectadas de superficie cnica

7 de 9

14.361,16

83467,47

1205,66

PROYECTO:


387438


7/23/2019 BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

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N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

Se verifica que se cumpla la siguiente condicin

Al verificar la relacin, se comprueba que el tanque no voltea

7.- Calculo de verificacin al sismo segn cdigo API 650 Apndice E

7.1.- Calculo del momento de vuelco debido al sismo

M = Z * l * (C1Ws Xs + C1Wr Ht + C1W1 X1 + C2W2 X2)

Donde:

M = Momento de vuelco aplicado al fondo del tanqueZ = Factor de zona s is mi ca *

l = Factor de importancia

C1 = Coeficiente de fuerza lateral

C2 = Coeficiente de fuerza lateral

Ws = Peso total del cuerpo del tanque

Wr = Peso total del techo del tanque

W1 = Peso de la masa efectiva que contiene el tanque

W2 = Peso de la masa efectiva que contiene el tanque en el primer momento de vibracin

Xs = Altura del cuerpo al centro de gravedad

Ht = Altura total del cuerpo del tanque

X1 = Altura desde el fondo del tanque hasta el centro de la fuerza sismica lateral aplicada a W1

X2 = Altura desde el fondo del tanque hasta el centro de la fuerza sismica lateral aplicada a W2

k = Factor obtenido de Fi g. E- 4

S = Coeficiente obtenido de tabla E-3

T = Periodo natural del primer momento de vibracin

Se tienen los siguientes valores

Z = 0,075

l = 1

C1 = 0,6

C2 = 0,58

k = 0,59

S = 1,5

T = 1,94

Para el calculo de las variables se usan l as siguientes frmulas:

T = k ( D0.5

) = seg

C2= ( 0.75 * S ) / T =

Ws = Peso del cuerpo = N

Wr = Peso del techo = N

W1/WT = De Fig E-2 =

W2/WT= De Fig E-2 =

WT = Peso del lquido = N

W1 = WT * (W1/WT) = N

* Fuente: NORMA BOLIVIANA DE DISEO SSMICO , NBDS-2006. V.1.4 (NOV. 2006)

7.752.821

5.814.616

10/12/2012


0,75

0,27

58.583,49

PROYECTO:


952.372

El momento de vuelco debido a fuerzas ssmicas aplicadas al fondo del tanque se determina con la si guiente frmula

0,58

140.739,39

1,94

TITULO:

387.438

7/23/2019 BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

10/10

N DOCUMENTO:

FECHA:

REV: 0

HOJA:

W2 = WT * (W2/WT) = N

Xs = H / 2 = m

Hle = Altura del lquido = m

X1/Hle = De Fig E-3 =

X2/Hle = De Fig E-3 =

X1 = Hle*(X1/Hle) = m

X2 = Hle*(X2/Hle) = m

Reemplazando los valores en la primer ecuacin:

M =

7.2.- Calculo del momento de resistencia al vuelco

= 36.706 N/m

= 18.348 N/m

Donde:

tb = Espesor del piso = 7,95 mm

Fyb = Esfuerzo de tensin mnimo = 250 Mpa

G = Gravedad especfica de diseo = 1

H = Altura mxima del lquido = 8,7 m

D = Dimetro = 10,76 m

Se selecciona el valor mnimo, WL = 18.348 N/m

El peso mximo del tanque para resistir el vuelco ser:

WLt = WL * Permetro = N

Ws = Peso del cuerpo = N

Wm = Peso mximo = N

El momento resistente ser:

Mr = H * Wm / 2 = N * m

Finalmente verificamos el momento de vuelco:

Mr M

Por tanto verifica

1.473.154,203.310.198,03 >

>


140.739,39

3.310.198,03

760.965,06

620.225,67

PROYECTO:


TITULO:

El peso mximo del contenido del tanque que puede resistir el momento de vuelco es el valor menor resultante de las siguientes

formulas

2.093.262

9 de 9

1.473.154,20

BMC22-01-000-M-MC-001

10/12/2012

0,7

3,31

6,09

8,7

0,38

4,51

BMC22-01-000-M-MC-001 Rev.0

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