Diseño de Reservorios Circulares

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    DISEO DE RESERVORIO CIRCULAR

    LUGAR: LECHEMAYO-ANCO - LA MAR - AYACUCHO

    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 60.00 m

    Altura de agua h = 2.55 m

    Dimetro del reservorio D = 5.50 m

    Altura de las paredes H = 2.75 m

    Area del techo at = 27.34 m

    Area de las paredes ap = 49.24 m

    Espesor del techo et = 0.15 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 13.95 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 33.48 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 60.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 93.48 ton

    H = 21.03 ton

    35% del peso del agua, por ello

    RESERVORIO:LECHEMAYO

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

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    RESERVORIO:LECHEMAYO

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.85 m

    Nii = Y r h = 7.27 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 9.82 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.39

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.488 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 4.79 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 2.85 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.223 Nii*ep 0.438 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.122 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 6.08 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.71 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.48 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 3.03 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 5.38 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 814.27 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    7185 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 15 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 12 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.36 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.46 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.31 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.31 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 6.0 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 5.1 < 12 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.73 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.96 cm

    Acero elegido= 3.96 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 18 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.73 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.96 cm

    Acero elegido= 3.96 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 18 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 18 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 10 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.7 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 26 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 26 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 194.27 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.34 cm < 12 Ok

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    6.-CALCULO DE LA CIMENTACION

    Altura del Centro de Gravedad

    Elemento Volumen Peso Altura CG Momento

    m ton m ton-m

    Pared 9.849 23.637 1.375 32.501

    Techo 4.101 9.842 2.825 27.804

    Agua 60.000 60.000 1.275 76.500

    93.480 136.806

    La altura del centro de gravedad del reservorio lleno es:

    Ycg = 1.46 m

    A esta altura se supone que actuar la fuerza ssimica H, generando un momento de volteo

    Mv = H*Ycg = 30.78 ton-m

    La excentricidad e resulta ser:

    e = Mv / P = 0.33 m

    La cimentacin ser una losa continua de las siguientes caractersticas:

    Dimetro externo D = 6.3 m

    Area de la Zapata A = 31.17 m

    Espesor de losa el = 0.3 m

    Peralte d = 0.27 m

    Estabilidad al Volteo

    El momento equilibrante es:

    Me = P D / 2 = 294.46 ton-m

    Factor de seguridad al volteo:

    F.S. = Me / Mv = 9.57 > 2.5 Ok

    Esfuerzos en el Suelo

    Capacidad Portante del Su Gadm= 1 Kg/cm

    Si se asume que el fondo del reservorio recibe el total de las cargas aplicadas, el esfuerzo

    mximo y mnimo en el suelo bajo la zapata se calculn segn la siguiente expresin:

    Gmax =P/A(1+ 8*e/D)= 4.25 ton/m 0.425 kg/cm

    Gmin =P/A(1- 8*e/D)= 1.74 ton/m 0.174 kg/cm

    Gmax < Gadm Ok

    Verificacin por Cortante en la ZapataEl cortante mximo se calcula a 0.5 d de la cara del muro y se asume por simplicidad

    Gmax= 4.25 ton/m como esfuerzo constante en el suelo.

    Dimetro de corte Dc = 5.23 m

    Area de corte Ac = 21.48 m

    Perimetro de corte Pc = 16.43 m

    V = G Ac = 91.36 ton

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    AMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-PROYECTO

    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 2.06 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 4.25 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 3.52 ton/mM-=Wr^2/12= 3.52 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 16.3 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 17.2 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 8.66 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 8.66 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 10 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 30.00 m

    Altura de agua h = 2.20 m

    Dimetro del reservorio D = 4.20 m

    Altura de las paredes H = 2.40 m

    Area del techo at = 16.62 m

    Area de las paredes ap = 33.18 m

    Espesor del techo et = 0.13 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 8.80 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 21.11 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 30.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 51.11 ton

    H = 11.50 ton

    38% del peso del agua, por ello

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    RESERVORIO:QUILLABAMBA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.2 m

    Nii = Y r h = 4.84 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 6.70 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.31

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.479 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 3.21 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 1.91 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.222 Nii*ep 0.297 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.083 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

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    RESERVORIO:QUILLABAMBA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 5.01 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.16 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.32 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 2.34 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 4.15 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 563.35 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    RESERVORIO:QUILLABAMBA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    4813 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 13 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 10 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.312 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.412 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.17 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.17 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.5 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 3.7 < 10 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.11 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.11 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 22 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 10 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.34 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 30 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 30 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 131.44 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.23 cm < 10 Ok

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    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    6.-CALCULO DE LA CIMENTACION

    Altura del Centro de Gravedad

    Elemento Volumen Peso Altura CG Momento

    m ton m ton-m

    Pared 6.635 15.924 1.200 19.109

    Techo 2.160 5.185 2.465 12.781

    Agua 30.000 30.000 1.100 33.000

    51.109 64.890

    La altura del centro de gravedad del reservorio lleno es:

    Ycg = 1.27 m

    A esta altura se supone que actuar la fuerza ssimica H, generando un momento de volteo

    Mv = H*Ycg = 14.60 ton-m

    La excentricidad e resulta ser:

    e = Mv / P = 0.29 m

    La cimentacin ser una losa continua de las siguientes caractersticas:

    Dimetro externo D = 5 m

    Area de la Zapata A = 19.63 m

    Espesor de losa el = 0.3 m

    Peralte d = 0.27 m

    Estabilidad al Volteo

    El momento equilibrante es:

    Me = P D / 2 = 127.77 ton-m

    Factor de seguridad al volteo:

    F.S. = Me / Mv = 8.75 > 2.5 Ok

    Esfuerzos en el Suelo

    Capacidad Portante del Su Gadm= 1 Kg/cm

    Si se asume que el fondo del reservorio recibe el total de las cargas aplicadas, el esfuerzo

    mximo y mnimo en el suelo bajo la zapata se calculn segn la siguiente expresin:

    Gmax =P/A(1+ 8*e/D)= 3.79 ton/m 0.379 kg/cm

    Gmin =P/A(1- 8*e/D)= 1.41 ton/m 0.141 kg/cm

    Gmax < Gadm Ok

    Verificacin por Cortante en la ZapataEl cortante mximo se calcula a 0.5 d de la cara del muro y se asume por simplicidad

    Gmax= 3.79 ton/m como esfuerzo constante en el suelo.

    Dimetro de corte Dc = 3.93 m

    Area de corte Ac = 12.13 m

    Perimetro de corte Pc = 12.35 m

    V = G Ac = 46.01 ton

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    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 1.38 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 3.79 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 1.98 ton/mM-=Wr^2/12= 1.98 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 11.3 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 12.9 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 4.87 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 4.87 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 07 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 45.00 m

    Altura de agua h = 2.30 m

    Dimetro del reservorio D = 5.00 m

    Altura de las paredes H = 2.50 m

    Area del techo at = 22.90 m

    Area de las paredes ap = 40.84 m

    Espesor del techo et = 0.13 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 11.15 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 26.75 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 45.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 71.75 ton

    H = 16.14 ton

    36% del peso del agua, por ello

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

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    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

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    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.6 m

    Nii = Y r h = 5.98 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 8.13 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.15

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.461 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 3.75 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 2.23 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.218 Nii*ep 0.355 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.101 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 5.47 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.39 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.39 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 2.77 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 4.91 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 648.70 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    5620 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 13 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 10 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.312 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.412 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.23 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.23 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.7 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 4.4 < 10 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    RESERVORIO:PORVENIR

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.54 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.54 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 22 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 09 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.34 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 30 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 30 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 157.62 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.28 cm < 10 Ok

    Pgina 19

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    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    6.-CALCULO DE LA CIMENTACION

    Altura del Centro de Gravedad

    Elemento Volumen Peso Altura CG Momento

    m ton m ton-m

    Pared 8.168 19.604 1.250 24.504

    Techo 2.977 7.145 2.565 18.328

    Agua 45.000 45.000 1.150 51.750

    71.749 94.583

    La altura del centro de gravedad del reservorio lleno es:

    Ycg = 1.32 m

    A esta altura se supone que actuar la fuerza ssimica H, generando un momento de volteo

    Mv = H*Ycg = 21.28 ton-m

    La excentricidad e resulta ser:

    e = Mv / P = 0.30 m

    La cimentacin ser una losa continua de las siguientes caractersticas:

    Dimetro externo D = 5.8 m

    Area de la Zapata A = 26.42 m

    Espesor de losa el = 0.3 m

    Peralte d = 0.27 m

    Estabilidad al Volteo

    El momento equilibrante es:

    Me = P D / 2 = 208.07 ton-m

    Factor de seguridad al volteo:

    F.S. = Me / Mv = 9.78 > 2.5 Ok

    Esfuerzos en el Suelo

    Capacidad Portante del Su Gadm= 1 Kg/cm

    Si se asume que el fondo del reservorio recibe el total de las cargas aplicadas, el esfuerzo

    mximo y mnimo en el suelo bajo la zapata se calculn segn la siguiente expresin:

    Gmax =P/A(1+ 8*e/D)= 3.83 ton/m 0.383 kg/cm

    Gmin =P/A(1- 8*e/D)= 1.60 ton/m 0.160 kg/cm

    Gmax < Gadm Ok

    Verificacin por Cortante en la ZapataEl cortante mximo se calcula a 0.5 d de la cara del muro y se asume por simplicidad

    Gmax= 3.83 ton/m como esfuerzo constante en el suelo.

    Dimetro de corte Dc = 4.73 m

    Area de corte Ac = 17.57 m

    Perimetro de corte Pc = 14.86 m

    V = G Ac = 67.24 ton

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    LUGAR: LECHEMAYO-ANCO - LA MAR - AYACUCHO

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:PORVENIR

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 1.68 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 3.83 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 2.68 ton/mM-=Wr^2/12= 2.68 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 13.6 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 15.0 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 6.61 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 6.61 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 06 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    LUGAR: LECHEMAYO-ANCO - LA MAR - AYACUCHO

    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 50.00 m

    Altura de agua h = 2.55 m

    Dimetro del reservorio D = 5.00 m

    Altura de las paredes H = 2.75 m

    Area del techo at = 22.90 m

    Area de las paredes ap = 44.92 m

    Espesor del techo et = 0.15 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 12.42 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 29.81 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 50.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 79.81 ton

    H = 17.96 ton

    36% del peso del agua, por ello

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:AGUADULCE

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.6 m

    Nii = Y r h = 6.63 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 9.01 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.60

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.511 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 4.60 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 2.74 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.227 Nii*ep 0.409 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.112 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    6903 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 15 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 12 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.36 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.46 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.26 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.26 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.8 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 4.7 < 12 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.44 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.96 cm

    Acero elegido= 3.96 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 18 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.44 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.96 cm

    Acero elegido= 3.96 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 18 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 18 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 10 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.7 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 26 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 26 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 175.99 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.31 cm < 12 Ok

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    6.-CALCULO DE LA CIMENTACION

    Altura del Centro de Gravedad

    Elemento Volumen Peso Altura CG Momento

    m ton m ton-m

    Pared 8.985 21.564 1.375 29.650

    Techo 3.435 8.245 2.825 23.292

    Agua 50.000 50.000 1.275 63.750

    79.809 116.692

    La altura del centro de gravedad del reservorio lleno es:

    Ycg = 1.46 m

    A esta altura se supone que actuar la fuerza ssimica H, generando un momento de volteo

    Mv = H*Ycg = 26.26 ton-m

    La excentricidad e resulta ser:

    e = Mv / P = 0.33 m

    La cimentacin ser una losa continua de las siguientes caractersticas:

    Dimetro externo D = 5.8 m

    Area de la Zapata A = 26.42 m

    Espesor de losa el = 0.3 m

    Peralte d = 0.27 m

    Estabilidad al Volteo

    El momento equilibrante es:

    Me = P D / 2 = 231.45 ton-m

    Factor de seguridad al volteo:

    F.S. = Me / Mv = 8.82 > 2.5 Ok

    Esfuerzos en el Suelo

    Capacidad Portante del Su Gadm= 1 Kg/cm

    Si se asume que el fondo del reservorio recibe el total de las cargas aplicadas, el esfuerzo

    mximo y mnimo en el suelo bajo la zapata se calculn segn la siguiente expresin:

    Gmax =P/A(1+ 8*e/D)= 4.39 ton/m 0.439 kg/cm

    Gmin =P/A(1- 8*e/D)= 1.65 ton/m 0.165 kg/cm

    Gmax < Gadm Ok

    Verificacin por Cortante en la ZapataEl cortante mximo se calcula a 0.5 d de la cara del muro y se asume por simplicidad

    Gmax= 4.39 ton/m como esfuerzo constante en el suelo.

    Dimetro de corte Dc = 4.73 m

    Area de corte Ac = 17.57 m

    Perimetro de corte Pc = 14.86 m

    V = G Ac = 77.16 ton

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:AGUADULCE

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 1.92 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 4.39 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 3.08 ton/mM-=Wr^2/12= 3.08 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 14.8 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 16.1 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 7.58 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 7.58 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 10 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 45.00 m

    Altura de agua h = 2.30 m

    Dimetro del reservorio D = 5.00 m

    Altura de las paredes H = 2.50 m

    Area del techo at = 22.90 m

    Area de las paredes ap = 40.84 m

    Espesor del techo et = 0.13 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 11.15 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 26.75 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 45.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 71.75 ton

    H = 16.14 ton

    36% del peso del agua, por ello

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:CUCULIPAMPA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:CUCULIPAMPA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.6 m

    Nii = Y r h = 5.98 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 8.13 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.15

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.461 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 3.75 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 2.23 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.218 Nii*ep 0.355 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.101 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:CUCULIPAMPA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 5.47 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.39 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.39 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 2.77 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 4.91 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 648.70 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    5620 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 13 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 10 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.312 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.412 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.23 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.23 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.7 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 4.4 < 10 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.54 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.54 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 22 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 09 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.34 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 30 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 30 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 157.62 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.28 cm < 10 Ok

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    6.-CALCULO DE LA CIMENTACION

    Altura del Centro de Gravedad

    Elemento Volumen Peso Altura CG Momento

    m ton m ton-m

    Pared 8.168 19.604 1.250 24.504

    Techo 2.977 7.145 2.565 18.328

    Agua 45.000 45.000 1.150 51.750

    71.749 94.583

    La altura del centro de gravedad del reservorio lleno es:

    Ycg = 1.32 m

    A esta altura se supone que actuar la fuerza ssimica H, generando un momento de volteo

    Mv = H*Ycg = 21.28 ton-m

    La excentricidad e resulta ser:

    e = Mv / P = 0.30 m

    La cimentacin ser una losa continua de las siguientes caractersticas:

    Dimetro externo D = 5.8 m

    Area de la Zapata A = 26.42 m

    Espesor de losa el = 0.3 m

    Peralte d = 0.27 m

    Estabilidad al Volteo

    El momento equilibrante es:

    Me = P D / 2 = 208.07 ton-m

    Factor de seguridad al volteo:

    F.S. = Me / Mv = 9.78 > 2.5 Ok

    Esfuerzos en el Suelo

    Capacidad Portante del Su Gadm= 1 Kg/cm

    Si se asume que el fondo del reservorio recibe el total de las cargas aplicadas, el esfuerzo

    mximo y mnimo en el suelo bajo la zapata se calculn segn la siguiente expresin:

    Gmax =P/A(1+ 8*e/D)= 3.83 ton/m 0.383 kg/cm

    Gmin =P/A(1- 8*e/D)= 1.60 ton/m 0.160 kg/cm

    Gmax < Gadm Ok

    Verificacin por Cortante en la ZapataEl cortante mximo se calcula a 0.5 d de la cara del muro y se asume por simplicidad

    Gmax= 3.83 ton/m como esfuerzo constante en el suelo.

    Dimetro de corte Dc = 4.73 m

    Area de corte Ac = 17.57 m

    Perimetro de corte Pc = 14.86 m

    V = G Ac = 67.24 ton

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    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 1.68 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 3.83 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 2.68 ton/mM-=Wr^2/12= 2.68 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 13.6 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 15.0 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 6.61 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 6.61 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 06 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 30.00 m

    Altura de agua h = 2.20 m

    Dimetro del reservorio D = 4.20 m

    Altura de las paredes H = 2.40 m

    Area del techo at = 16.62 m

    Area de las paredes ap = 33.18 m

    Espesor del techo et = 0.13 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 8.80 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 21.11 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 30.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 51.11 ton

    H = 11.50 ton

    38% del peso del agua, por ello

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

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    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

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    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.2 m

    Nii = Y r h = 4.84 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 6.70 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.31

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.479 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 3.21 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 1.91 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.222 Nii*ep 0.297 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.083 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 5.01 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.16 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.32 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 2.34 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 4.15 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 563.35 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    4813 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 13 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 10 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.312 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.412 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.17 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.17 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.5 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 3.7 < 10 Ok

    ara e c cu o e momen o ec or es usua cons erar una v ga ame ra s mp emen e

    apoyada, pero este procedimiento est ampliamente sobredimensionado. Por ello se

    em lear el valor real de los momentos de servicio ositivo ne ativo de una laca circular

    espaciamiento

    es suficiente

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    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 1.11 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M+ / ( fs j d ) = 1.11 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 3.3 cm

    Acero elegido= 3.30 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 22 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 22 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 3/8 @ 10 cm en el centro de la losa

    diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*et= 2.34 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fiero: 3/8 @ 30 cm

    Este acero se distribuye co 3/8 @ 30 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bastones de fierro negativ

    Anlisis por corte

    El cortante mximo repartido en el permetro de los apoyos de la losa es igual a:

    V = 131.44 Kg

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv=V/(v*j*b)= 0.23 cm < 10 Ok

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    DISEO DE RESERVORIO CIRCULAR

    LUGAR: LECHEMAYO-ANCO - LA MAR - AYACUCHO

    MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO CILINDRICO

    RESERVORIO:HUAYRURPATA

    PROYECTOAMPLIACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE, EN 9 ANEXOS DEL

    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    El esfuerzo cortante ltimo por flexin es vu =0.85 (0.53) (f'c)^1/2

    vu = 6.53 Kg/cm

    El cortante por flexin es:

    Vu = V / ( 10000 Pc d ) = 1.38 Kg/cm

    Vu < vu Ok

    Verificacin por flexin en la Zapata

    Utilizando el mismo procedimiento de clculo para la losa de techo, considerando como carga

    unitaria por metro cuadrado constante al esfuerzo mximo en el suelo se tiene:

    W= 3.79 ton/m

    Se emplear el valor real de los momentos de servicio positivo y negativo de una placa circular empotrada:

    M+=Wr^2/12= 1.98 ton/mM-=Wr^2/12= 1.98 ton/m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 = 11.3 Ok

    El peralte efectivo dMmnimo por flexin ser:

    dM =( 2 M / ( k fc j b ) ) (1/2) = 12.9 < 27 Ok

    El rea de acero positiva es:

    As + = M+ / ( fs j d ) = 4.87 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    El rea de acero negativa es:

    As - = M - / ( fs j d ) = 4.87 cm

    Asmin= 0.0033*100*d= 8.91 cm

    Acero elegido= 8.91 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 14 cm

    Este acero se distribuye como: 1/2 @ 14 cm.

    en direccin radial. Formando una parrilla de 1/2 @ 07 cm en el centro de la losa con

    un diametro de: 2.0 m. El acero radial se doblar en los apoyos para dotar de fierro

    negativo con bastones de longitud 1.0 m.

    El rea de acero por temperatura es:

    Atemp=0.0018*b*el= 5.4 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 13 cm

    Este acero se distribuye como: 3/8 @ 13 cm.

    en direccin circunsferencial. Tanto en el acero radial como en los bsatones de fierro negativo.

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clculo de la cuba, se

    tiene:

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    1.-CRITERIOS DE CALCULO

    Donde:

    f'c = 210 Kg/cm

    fy = 4200 Kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del concreto fc = 0.4 f'c = 84 kg/cm

    Esfuerzo de trabajo del acero fs = 0.4 fy = 1680 kg/cm

    2.-GEOMETRIA

    Las caractersticas geomtricas del reservorio cilndrico son las siguientes:

    Volumen del reservorio Vr = 30.00 m

    Altura de agua h = 2.20 m

    Dimetro del reservorio D = 4.20 m

    Altura de las paredes H = 2.40 m

    Area del techo at = 16.62 m

    Area de las paredes ap = 33.18 m

    Espesor del techo et = 0.13 m

    Espesor de la pared ep = 0.20 m

    Volumen de concreto Vc = 8.80 m

    3.-FUERZA SISMICA

    H = (ZUSC / Ro) P

    Segn la ubicacin del reservorio, tipo de estructura y tipo de suelos, se asumen los siguiente

    Z = 0.3 Zona ssmica 2

    U = 1.5 Estructura categora A

    S = 1.2 Suelos Intermedios

    C = 2.5 Estructura crtica

    Ro = 6.0 Estructura E4

    Pc = 21.11 ton Peso propio de la estructura vaca

    Pa = 30.00 ton Peso del agua cuando el reservorio esta lleno

    P = Pc + Pa = 51.11 ton

    H = 11.50 ton

    38% del peso del agua, por ello

    La masa lquida tiene un comportamiento ssmico diferente al slido, pero por tratarse de

    una estructura pequea se asumir por simplicidad que esta adosada al slido, es decir:

    Esta fuerza ssmica representa el H/Pa =

    se asumir muy conservadoramente que la fuerza hidrosttica horizontal se incrementa en

    el mismo porcentaje para tomar en cuenta el efecto ssmico.

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    RESERVORIO: ACHUPA

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    excesiva del concreto que atente contra la estanqueidad y ponga en riesgo la armadura

    metlica por corrosin, se ha empleado el mtodo de diseo elstico o mtodo de los

    El coeficiente de amplificacin ssmico se estimar segn la norma del Reglamento Nacional

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    4.-ANALISIS DE LA CUBALa pared de la cuba ser analizada en dos modos:

    1.Como anillos para el clculo de esfuerzos normales y

    2.Como viga en voladizo para la determinacin de los momentos flectores.

    Por razones constructivas, se adoptar un espesor de paredes de:

    ep = 20.00 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 17.00 cm

    Fuerzas Normales

    La cuba estar sometida a esfuerzos normales circunferenciales Nii en el fondo similares a lo

    de una tubera a presin de radio medio r:

    r = D/2 + ep/2 = 2.2 m

    Nii = Y r h = 4.84 ton

    Este valor se incrementar para tener en cuenta los efectos ssmicos:Nii = 6.70 ton

    K = 1.3 h (r*ep)^(-1/2) = 4.31

    Segn dicho grfico se tiene:

    Esfuerzo mximo Nmax = 0.479 Nii

    Este esfuerzo ocurre a los = 0.45 h

    Nmax = 3.21 ton

    El rea de acero por metro lineal ser:As = Nmax / fs = 1.91 cm

    As temp = 0.0018*100*ep = 3.6 cm

    Acero elegido= 3.60 cm

    Diametro de fierro asumido: 3/8 Area= 0.71

    Espaciamiento para fierro: 3/8 @ 39 cm

    Este acero se repartir horizontalmente en dos capas de:

    3/8 @ 39 cm. En ambas caras de las paredes.

    Momentos Flectores

    Mmax+= 0.222 Nii*ep 0.297 ton-m

    Mmax-= 0.062 Nii*ep 0.083 ton-m

    Para el clculo elstico del rea de acero, se determinarn las constantes de diseo:

    r =fs/fc = 20.00 (ver cuadro)

    n =Es/Ec = 9 f'c (kg/cm) 210

    k=n/(n+r)= 0.32 n=Es/Ec 9

    j = 1-k/3= 0.89

    A partir de lafigura 25.14del libro citado, se puede encontrar los mximos momentos

    ,

    fuerzas normales segn muestra la figura 25.13 del libro "Hormign Armado" de Jimenez

    Montoya (la fuerza normal en el fondo es nula, pues no hay desplazamiento). Estos

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    El peralte efectivo mnimo dm por flexin ser:

    dM =(2Mmax / (k fc j b) )^(1/2) = 5.01 cm

    dM < d = 17.00 Ok

    El rea de acero positivas es:

    As + = Mmax + / ( fs j d ) = 1.16 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara interior.

    El rea de acero negativa es:

    As - = Mmax - / ( fs j d ) = 0.32 cm

    As min = 0.0033*100*d = 5.61 cm

    Acero elegido= 5.61 cm

    Diametro de fierro asumido: 1/2 Area= 1.29

    Espaciamiento para fierro: 1/2 @ 23 cm

    Este acero vertical se distribuye como:1/2 @ 23 cm. En toda la altura de la cara exterior.

    Anlisis por corte en la base

    El cortante mximo en la cara del muro es igual a:

    V = 3.5 (1.52 Y r ep) = 2.34 ton

    El esfuerzo cortante crtico v es:

    v = 0.03 f'c = 6.3 Kg/cm

    El peralte mnimo dv por cortante es:

    dv = V / ( v j b ) = 4.15 cm Ok

    Anlisis por fisuracin

    Para verificar que las fisuras en el concreto no sean excesivas se emplearn dos mtodos:

    1. Area mnima por fisuracin:

    El esfuerzo del concreto a traccin ft = 0.03f'c 6.3 Kg/cm

    El rea mnima Bp de las paredes ser:

    Bp = Nmax / ft + 15 As = 563.35 cm

    Para un metro de ancho, el rea de las paredes es:

    100 ep = 2000 cm > Bp Ok

    2. Espaciamiento entre las varillas de acero:

    Se verificar si el espaciamiento entre varillas 39 cm

    1.5 Nmax

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    CENTRO POBLADO DE LECHE MAYO, DISTRITO DE ANCO-LA MAR-

    4813 Kg < 11,562 KgOk

    5.-ANALISIS DE LA LOSA DEL TECHO

    Espesor de la Losa

    El espesor mnimo para losas bidireccionales sin vigas ni bacos es 12.5 cm, por ello se ado

    et = 13 cm

    Considerando un recubrimiento de 3 cm, el peralte efectivo de clculo es:

    d = 10 cm

    Momentos Flectores

    La carga unitaria por metro cuadrado corresponde nicamente al peso propio, al cual se le a

    una sobrecarga:

    Peso propio wpp = 0.312 ton/m

    Sobrecarga wsc = 0.1 ton/m

    Carga unitari W = 0.412 ton/m

    M+= Wr^2 /12 0.17 ton-m

    M-= W r^2 /12 0.17 ton-m

    El peralte efectivo en losas bidireccionales debe cumplir:

    d >= 3.2 M + 5 5.5 Ok

    Empleando los mismos valores de los parmetros de diseo elstico empleados para el clcu

    de la cuba se tiene:

    El peralte efectivo dM mnimo por flexin ser:dM =( 2 M / ( k fc j b ) )^(1/2) = 3.7 < 10