Hoja de Calculo Tanque

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MEMORIA DE CALCULO TANQUE PARA ACUMULACION DE SOBRENADANTES Datos 1.10 Kg/cm2 = 11.00 Tn/m2 Df= 1.5 f'c= 210 Kg/cm2 f'y= 4200 Kg/cm2 Ko= 1500 Tn/m3 2.40 Tn/m3 1.80 Tn/m3 1.00 Tn/m3 Diámetro del tanque = 6.00 m Altura de agua = 6.00 m s/c suelo = 100 Kg/m2 s/c tanque = 100 Kg/m2 Volumen tanque = 169.65 m3 Area de la base tanque = 28.27 m2 longitud Viga = 18.85 m Ancho viga = 0.30 m Asumimos ( a comprobar) 1.- PREDIMENSIONAMIENTO PARA UNA FRANJA DE 1 METRO. L = 1.00 m A) PESOS. CARGA MUERTA Casco Tanque = 5402.60 Kg Techo Tanque = 1411.68 Kg Piso Tanque = 2160.00 Kg Escalera interna = 54.00 Kg Escalera de gato = 253.22 Kg Det. Manhole y bridas = 906.46 Kg Barandas = 305.82 Kg Cm = 10493.78 Kg = 10.49 Tn 10.49 Kg Cm = 10.50 Tn CARGA VIVA Peso H2O = 169.65 Tn S/C = 5.65 Tn Cv = 175.30 Tn B) Cálculo esfuerzo neto: σnt = 7.75 Tn/m2 γt= γc°= γsuelo= γH2O=

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TANQUE

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MEMORIA DE CALCULO TANQUE PARA ACUMULACION DE SOBRENADANTES

Datos1.10 Kg/cm2 = 11.00 Tn/m2

Df= 1.5f'c= 210 Kg/cm2f'y= 4200 Kg/cm2Ko= 1500 Tn/m3

2.40 Tn/m3

1.80 Tn/m3

1.00 Tn/m3Diámetro del tanque = 6.00 m

Altura de agua = 6.00 ms/c suelo = 100 Kg/m2

s/c tanque = 100 Kg/m2Volumen tanque = 169.65 m3

Area de la base tanque = 28.27 m2longitud Viga = 18.85 mAncho viga = 0.30 m Asumimos ( a comprobar)

1.- PREDIMENSIONAMIENTOPARA UNA FRANJA DE 1 METRO.

L = 1.00 mA) PESOS.

CARGA MUERTACasco Tanque = 5402.60 KgTecho Tanque = 1411.68 KgPiso Tanque = 2160.00 Kg

Escalera interna = 54.00 KgEscalera de gato = 253.22 Kg

Det. Manhole y bridas = 906.46 KgBarandas = 305.82 Kg

Cm = 10493.78 Kg = 10.49 Tn10.49 Kg

Cm = 10.50 Tn

CARGA VIVAPeso H2O = 169.65 Tn

S/C = 5.65 TnCv = 175.30 Tn

B) Cálculo esfuerzo neto:

σnt = 7.75 Tn/m2

γt=

γc°=

γsuelo=

γH2O=

C) Resultante:Cargas distribuidas alredor de todo el perimetro de la viga:

P1 = 0.17 TnP2 = 2.79 TnR = 2.96 Tn

D) Ubicación de la resultante:Xr = Lc/2 = 9.42 m

E) Cálculo exentricidad:e = Xr - Lc/2 = 0.00 m

e < L/6 Ok

F) Determinanción del ancho "B":

Az = 0.38 m2Incrementamos en 20%

Az = 0.46 m2B = 0.46 m2 0.4578755133

1.00 mB = 0.50 m

G) Verificación de Presiones:

σ1 = 2.96 Tn0.5* 1.00

σ1 = 5.91 Tn/m2 < σN = 7.75 Tn/m2 Ok

H) Chequeo por rigidez:

h>= 0.4996Asumimos: hmin = 0.50 m

E = 2100000

Ps': Sumatoria de cargas de servicio afectada por la alternancia de carga

Dimenciones:H1 = 1.20 mH2 = 0.30 mB1 = 0.50 m

2.- CALCULO DE ACERO DE REFUERZO.

A) CARGAS MUERTAS:Cm = 10.50 Tn

B) CARGAS VIVAS:Cv = 175.30 Tn

Carga Muerta distribuida:

Carga Viva distribuida:

C) Cargas de sismo (H):ESPECTRO DE PSEUDO ACELEARCIONES RNE. NORMA E-030

Z = 0.3 Factor de zona, aceleración esperada (falta multiplicar por gravedad.U = 1.5 Coeficiente de uso e importancia de la edificación. Edificaciones Tipo C.S = 1.2 Suelo intermedio S2 (ver informe de verificación visual de suelos).Tp = 0.9 Periodo según el tipo de suelo (suelo Tipo S2).

R 7g 1

C = 2.8*(Tp/T) ≤ 2.5ZUS/R 0.0771428571 Sa = ZUCS *g/ R

T Sa C = 2.5(Tp/T)

0.01 0.1929 2.500.02 0.1929 2.500.03 0.1929 2.500.04 0.1929 2.500.05 0.1929 2.500.06 0.1929 2.500.07 0.1929 2.500.08 0.1929 2.500.09 0.1929 2.500.1 0.1929 2.500.2 0.1929 2.500.3 0.1929 2.500.4 0.1929 2.500.5 0.1929 2.500.6 0.1929 2.500.7 0.1929 2.500.8 0.1929 2.500.9 0.1929 2.501 0.1929 2.50

1.1 0.1929 2.501.2 0.1929 2.501.3 0.1929 2.501.4 0.1929 2.501.5 0.1929 2.501.6 0.1929 2.501.7 0.1929 2.501.8 0.1929 2.501.9 0.1929 2.502 0.1929 2.50

2.1 0.1929 2.502.2 0.1929 2.502.3 0.1929 2.502.4 0.1929 2.502.5 0.1851 2.402.6 0.1780 2.312.7 0.1714 2.222.8 0.1653 2.142.9 0.1596 2.073 0.1543 2.00

3.1 0.1493 1.943.2 0.1446 1.883.3 0.1403 1.823.4 0.1361 1.763.5 0.1322 1.713.6 0.1286 1.673.7 0.1251 1.62

3.8 0.1218 1.583.9 0.1187 1.544 0.1157 1.50

4.1 0.1129 1.464.2 0.1102 1.434.3 0.1076 1.404.4 0.1052 1.364.5 0.1029 1.334.6 0.1006 1.304.7 0.0985 1.284.8 0.0964 1.254.9 0.0945 1.225 0.0926 1.20

5.1 0.0908 1.185.2 0.0890 1.155.3 0.0873 1.135.4 0.0857 1.115.5 0.0842 1.095.6 0.0827 1.075.7 0.0812 1.055.8 0.0798 1.035.9 0.0785 1.026 0.0771 1.00

6.1 0.0759 0.986.2 0.0747 0.976.3 0.0735 0.956.4 0.0723 0.946.5 0.0712 0.926.6 0.0701 0.916.7 0.0691 0.906.8 0.0681 0.886.9 0.0671 0.877 0.0661 0.86

7.1 0.0652 0.857.2 0.0643 0.837.3 0.0634 0.827.4 0.0625 0.817.5 0.0617 0.807.6 0.0609 0.797.7 0.0601 0.787.8 0.0593 0.777.9 0.0586 0.768 0.0579 0.75

8.1 0.0571 0.748.2 0.0564 0.738.3 0.0558 0.728.4 0.0551 0.71

8.5 0.0545 0.718.6 0.0538 0.708.7 0.0532 0.698.8 0.0526 0.688.9 0.0520 0.679 0.0514 0.67

9.1 0.0509 0.669.2 0.0503 0.659.3 0.0498 0.659.4 0.0492 0.649.5 0.0487 0.639.6 0.0482 0.639.7 0.0477 0.629.8 0.0472 0.619.9 0.0468 0.6110 0.0463 0.60

Espectro de Pseudo aceleraciones (Sa)

D) Combinaciones de Cargas para Análisis y Diseño.Combinacion

Comb. 1 CM + CVComb. 2 1.40* CM + 1.7*CVComb. 3 1.25 (CM + CV) + SXXComb. 4 1.25 (CM + CV) - SXXComb. 5 1.25 (CM + CV) + SYYComb. 6 1.25 (CM + CV) - SYYComb. 7 0.9* CM + SXXComb. 8 0.9* CM - SXXComb. 9 0.9* CM + SYY

0 2 4 6 8 10 120.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

T (seg)

T (seg)

C = 2.5(Tp/T)

Comb. 10 0.9* CM - SYYComb. 11 Envolvente (Comb1+Comb2+Comb3+Comb4+Comb5+Comb6+Comb7+omb8+Comb9+omb10)Donde:

Sxy = Carga de sismo en direccion X, usando el espectro de dioseño en X.Sxy = Carga de sismo en direccion Y, usando el espectro de dioseño en Y.

E) ANALISIS DINÁMICA LINEALDe este analisis, primero debemos mostrar los modos de vibración que ocurren en la estructura:

Primer Modo T = 0.10768 seg Segundo y tercer Modo T =Sismo moderado Sismo moderado

Cuarto y Quinto Modo T = 0.07045 seg Sexto y Setimo Modo T =Sismo moderado Sismo moderado

Octavo y Noveno Modo T = 0.01391 seg Decimo y Onceavo Modo T =Sismo moderado Sismo moderado

Doceavo Modo T = 0.00630 segSismo moderado

Dmax (cm)

Piso Ejes EjesCimiento 0.0262 0.0001746667

E.1) Verificación por Cortante:ɸVc

d= 144.07 cm

0.85 x 0.53 x √ 210 x bd Aporte de cortante del concreto

94050.89 Kg

94.05 Tn

De este análisis podemos concluir que se trata de una estructura rigida con periodos que se ubican en la plataforma del espectro de diseño, donde los efectos de torsión se ubican en el último periodo, es

decir las fuerzas principales se encuentran por traslación. Los periodos son menores al periodo definido por el suelo.

Asimismo de este analisis, usando la combinacion 11, obtenemos los desplazamientos, el cual es importante controlar cumpliendo los parametros limites de la Norma E030.

r = D/H

Como se puede apreciar Las distorciones son menores a 0,005, es decir es una estructura rígida dentro de los parametros establecidos, ahora verficaremos la cortante en la estructura.

Vud ≤

ɸVc =ɸVc =

ɸVc =

Cortante máxima en la estructura.

Vud = 11.53 Tn

11.53 Tn ≤ 94.05 Tn Ok!!

F) DISEÑO DE LA VIGA-DETERMINACION DEL REFUERZO

TANQUE PARA ACUMULACION DE SOBRENADANTES

Ps': Sumatoria de cargas de servicio afectada por la alternancia de carga

Factor de zona, aceleración esperada (falta multiplicar por gravedad.Coeficiente de uso e importancia de la edificación. Edificaciones Tipo C.Suelo intermedio S2 (ver informe de verificación visual de suelos).Periodo según el tipo de suelo (suelo Tipo S2).

Espectro de Pseudo aceleraciones (Sa)

CombinacionCM + CV

1.40* CM + 1.7*CV1.25 (CM + CV) + SXX1.25 (CM + CV) - SXX1.25 (CM + CV) + SYY1.25 (CM + CV) - SYY

0.9* CM + SXX0.9* CM - SXX0.9* CM + SYY

0 2 4 6 8 10 120.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

T (seg)

T (seg)

C = 2.5(Tp/T)

0.9* CM - SYYEnvolvente (Comb1+Comb2+Comb3+Comb4+Comb5+Comb6+Comb7+omb8+Comb9+omb10)

Carga de sismo en direccion X, usando el espectro de dioseño en X.Carga de sismo en direccion Y, usando el espectro de dioseño en Y.

De este analisis, primero debemos mostrar los modos de vibración que ocurren en la estructura:

Segundo y tercer Modo T = 0.10764 segSismo moderado

0.02728 segSismo moderado

0.00877 segSismo moderado

Aporte de cortante del concreto

De este análisis podemos concluir que se trata de una estructura rigida con periodos que se ubican en la plataforma del espectro de diseño, donde los efectos de torsión se ubican en el último periodo, es

decir las fuerzas principales se encuentran por traslación. Los periodos son menores al periodo definido

Asimismo de este analisis, usando la combinacion 11, obtenemos los desplazamientos, el cual es importante controlar cumpliendo los parametros limites de la Norma E030.

Como se puede apreciar Las distorciones son menores a 0,005, es decir es una estructura rígida dentro