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• Erika Moncca

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RELAPASAA PROYECTO GMI N° 171735-013 IB - A-18140.0 / SDM10501: ASFALTOS MERCADO NACIONAL CONTRATO N° SDM-3700000781

171735-013-3-MC-006 MEMORÍA DE CÁLCULO CIMENTACIÓN DE TANQUES ESTRUCTURAS Rev. 0 APROBADO POR: Jefe de Disciplina

Ing. Victor Obando Chavez

Jefe de Proyecto

Ing. Hector Bossio Cruzado

Cliente

RELAPASAA - REPSOL

Revisión

Hecho por

A

R. Calderón

B 0

Fecha

Revisado

Aprobado

Emitido para coordinación Interna

28/08/2018

V. Obando

R. Calderón

Emitido para aprobación del cliente

10/09/2018

V. Obando

R. Calderón

Emitido para Ingeniería de Detalle

16/11/2018

V. Obando

H. Bossio H. Bossio H. Bossio

COMENTARIOS DEL CLIENTE:

Descripción

PROYECTO GMI N° 171735-013 PROYECTO GMI N° 171735-013 IB - A-18140.0 / SDM10501: ASFALTOS MERCADO NACIONAL

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Fecha: 16/11/2018

MEMORÍA DE CÁLCULO CIMENTACIÓN DE TANQUES ESTRUCTURAS

INDICE 1.0 GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES 1.2 ALCANCE 1.3 CÓDIGOS Y ESTÁNDARES 1.4 DOCUMENTOS Y PLANOS REFERENCIALES 1.5 DATOS CONSIDERADOS PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO 1.6 CONDICIONES DEL SUELO DE FUNDACIÓN

3 3 3 3 4 4 5

2.0 DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DE LOS TANQUES 2.1 VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD DEL TANQUE 2.2 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DE LOS TANQUES 2.3 DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DEL TANQUE

6 6 7 7

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1.0.

GENERALIDADES

1.1.

ANTECEDENTES

Fecha: 16/11/2018

MEMORÍA DE CÁLCULO CIMENTACIÓN DE TANQUES ESTRUCTURAS

RELAPA S.A.A. solicitado a GMI S.A. Ingenieros Consultores, el desarrollo de la Ingeniería Básica del proyecto: "Asfaltos Mercado Nacional" para la Refinería La Pampilla. La Refinería La Pampilla esta ubicada a la altura del km 25 de la Avenida Nestor Gambeta, en el distrito de Ventanilla, provincia del Callao. El proyecto comprende la instalación de 01 Isla de despacho, 02 balanzas de pesaje, 05 bombas de despacho, 02 tanques de asfalto, el respectivo sistema de tuberías de despacho y de la red contra incendio. 1.2.

ALCANCE En éste documento se muestra el análisis y diseño estructural de la cimentación de los siguientes equipos: -

Tanques 39-T-335A/B

- Ubicación de los tanques en planta 1.3. CÓDIGOS Y ESTÁNDARES Para el desarrollo de este documento se hará uso de las normas y códigos que se especifican a continuación: -

API 650 (12 Th Edition)

Welded Tanks for Oil Storage

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-

API 653 (5 Th Edition) ASCE 7-10 ACI 318-14

Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction Minimum Design Loads for Buildings and other structures Building Code Requirement for Structural Concrete and Commentary

-

RNE E.020 (2006) E.030 (2016) E.050 (2009) E.060-(2009)

Reglamento Nacional de Edificaciones Cargas Diseño Sismorresistente Suelos y Cimentaciones Concreto Armado

-

Especificaciones de diseño de REPSOL ED-Q-01.00-04 ED-Q-03.00-03

Estructuras de Hormigón y Cimentaciones Bases de Tanques y Cubetos de Retención

1.4. DOCUMENTOS Y PLANOS REFERENCIALES 1.4.1 Documentos -

Estudio Geológico Geotécnico - Proyecto RLP21- Refinería La Pampilla - Ventanilla Callao (Revisión 1) - Estudio N ° M3670 elaborado por M y M Consultores en julio del 2011.

-

171735-013-3-MTO-001

Metrado de Obras Civiles

1.4.2 Planos -

171735-013-3-PL-001

Arreglo General - Obras Civiles

171735-013-3-PL-004 171735-013-3-PL-007 171735-013-5-PL-007

Plataformado - Planta y Secciones Área Estanca Cimentación Tanques - Planta y Secciones Plano de Conjunto de Tanque 39-T-335A/B - Planta y Elevación

1.5. DATOS CONSIDERADOS PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO -

Concreto Armado Peso específico del concreto armado (ϒc) Esfuerzo mínimo de compresión (f'c) Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo (fy) Módulo de elasticidad Concreto (Ec)

-

Parámetros sísmicos Factor de uso sísmico SUG Clasificación del suelo Aceleracion Pico del Terreno .

= = =

2,400 310 4,200

kg/m3 kg/cm2 kg/cm2

(Asumido)

=

264102

kg/cm2

= 15000√f'c

= = =

I D 0.45

(De acuerdo al API 650) (De acuerdo al API 650) (Zona 4, E.030)

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-

Velocidad del viento

=

25

Km/h

-

Características de los tanques Tipo de acero Mínimo esfuerzo de fluencia Peso específico del acero

= = =

A36 250 7850

MPa kg/m3

ÍTEM

Tanque No

1

39T-335A/B

(Asumido) (Asumido) (Asumido)

Sobre espesor por corrosión en el casco Sobre espesor por corrosión en el fondo Sobre espesor por corrosión en el techo -

Gravedad especifíca del fluido (Gs)

= = =

0.0625 in = 0.0625 in = 0.0625 in =

=

1.000

1.59 mm 1.59 mm 1.59 mm

T/m3

(Agua - Prueba Hidráulica)

1.6. CONDICIONES DEL SUELO DE FUNDACIÓN Se han asumido los siguientes parámetros, a partir del Estudio de Suelos Referencial (ítem 1.4.1): -

Para Tanques: Capacidad Portante (σs)

=

1.65 kg/cm2

=

161.87

kN/m2 Condiciones estáticas

=

2.06 kg/cm2

=

202.33

kN/m2 Condiciones dinámicas

Ángulo de fricción interna (ф)

=

32.0 grados

Coeficiente de empuje activo (ka) Coeficiente de fricción (µ)

= =

0.31 0.50

Peso específico del suelo (ϒs)

=

1,720 kg/m3

=

16.87

kN/m3

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2.0.

PROCEDIMIENTO PARA LA VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE LOS TANQUES De acuerdo al procedimiento del API 650 se deben calcular los siguientes parámetros para verificar la estabilidad de los tanques: a) Clase de sitio

De acuerdo al API puede ser A, B, C, D o E, ver el apéndice E del API 650.

b) Parámetro de aceleración para período de 1 seg. (S1) S1 = 1.25*Sp(Ver Apéndice E ítem 4.3 del API 650) Donde Sp: Aceleración máxima del terreno, se toma el factor de zona Z según la norma E.030 del RNE. Ss = 2.50*Sp(Ver Apéndice E ítem 4.3 del API 650) c) Parámetro de aceleración para períodos cortos (Ss) Donde Sp: Aceleración máxima del terreno, se toma el factor de zona Z según la norma E.030 del RNE. d) Coeficiente de Aceleración basada en la clase de sitio (Para un periodo de 0.20s) (Fa) Este coeficiente se encuentra de la Tabla E-1 del API 650 ítem E.4.4. Para determinarlo se debe tener la clasificación del suelo y el parámetro de aceleración para periodos cortos (Ss). e) Coeficiente de velocidad basada en la clase de sitio (Para un periodo de 1.0s) (Fv) Este coeficiente se encuentra de la Tabla E-2 del API 650 ítem E.4.4. Para determinarlo se debe tener la clasificación del suelo y el parámetro de aceleración para periodos de 1.0s (S1). d) Parámetro de aceleración espectral de respuesta para periodos cortos (SMS) SMS = Fa*Ss e) Parámetro de aceleración espectral de diseño para periodos cortos (SDS) SDS = 2/3* SMS f)

Factor de importancia (I)

(Ver ASCE 7-10 11.4.3)

(Ver ASCE 7-10 11.4.4)

Ver tabla E.5 del ítem E-5.1.2 del apéndice E del API 650.

g) Factor de modificación de respuesta impulsivo (Rwi) Ver tabla E.4 del ítem E-5.1.1 del apéndice E del API 650. Este factor se elige dependiendo de si el tanque es autoanclado o mecánicamente anclado. Para empezar con los diseños el tanque debe asumirse autoanclado, por lo que será de 3.5. h) Parámetro de aceleración espectral impulsivo (Ai) Se debe cumplir que:  I Ai  S DS   Rwi y para clasificaciones de suelo E y F:

i)

  

Ai > 0.007

 I Ai  0.5Si   Rwi

  

Peso total del contenido del tanque (Wp) Corresponde al peso del fluido contenido en el tanque de acuerdo al producto almancenado.

(API E.4.6.1-1 y E.4.6.1-2)

(API E.4.6.1-3)

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j)

Peso impulsivo efectivo (Wi) Si D/H es mayor o igual a 1.333, Wi es igual a: D  tanh  0.866  H  Wi  Wp D 0.866 H

(API E.6.1.1-1)

Si D/H es menor a 1.333, Wi es igual a: D  Wi  1.0  0.218 W p H  

(API E.6.1.1-2)

k) Centro de acción de la fuerza lateral efectiva (Xi)

l)

Si D/H es mayor o igual a 1.333, Xi es igual a:

Xi =

0.375 H

(API E.6.1.2.1-1)

Si D/H es menor a 1.333, Xi es igual a:

D  X i  0.5  0.094  H H  

(API E.6.1.2.1-2)

Peso total del cilindro (Ws) Corresponde al peso de las paredes del tanque, lo que se denomina casco y está conformado por planchas metálicas de diferentes espesores.

m) Altura del centro de gravedad del cilindro (Xs) Utilizando la media ponderada del peso de las planchas de acuerdo a su CG se calcula este valor. n) Peso total del techo (Wr) Corresponde al peso de las planchas que conforman el techo del tanque inlcuyendo marcos, accesorios y el 10% por carga de nieve de diseño en el techo. o) Altura del centro de gravedad del techo (Xr) Corresponde al centro de gravedad del techo del tanque respecto al fondo del mismo. p) Factor de escala del Sismo Máximo Considerado a nivel de diseño de aceleraciones espectrales (Q) Esta definido como 2/3 para los métodos del ASCE 7. Puede tomarse igual a 1 a menos que se definan en las reglamentaciones propias que el ASCE no aplica. (Ver API E.4.6.1). q) Coeficiente para ajustar la aceleración espectral de 5% a 0.5% de amoriguamiento (K) Es determinado como 1.5 a menos que se especifique lo contrario. r)

Factor de modificación de respuesta convectivo (Rwc) Ver tabla E.4 del ítem E-5.1.1 del apéndice E del API 650. Este factor se elige dependiendo de si el tanque es autoanclado o mecánicamente anclado, para ambos casos el valor es de 2.

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s) Coeficiente de periodo convectivo (Ks) Viene dado por la siguiente expresión:

(API E.4.5.2-c) Ks 

t)

Período natural convectivo (Tc) Viene dado por la siguiente expresión:

0.578 3.68 H tanh( ) D

Tc = 1.8*Ks √D

(API E.4.5.2-a)

u) Período de transición para períodos más largos (T L) API E.4.6.1 Para zonas fuera de USA y donde los requerimientos regulatorios para determinar el movimiento de diseño del suelo de los métodos del ASCE 7 estipulados en este apéndice, T L debe tomarse como 4 segundos. v) Parámetro de aceleración espectral para sismo de diseño para periodos de 1s (SD1) De acuerdo al ASCE 7 item 11.4.4 se tiene que cumplir que: SM1 = Fv*S1 SD1 = 2/3*SM1 w) Parámetro de aceleración espectral convectiva (Ac) Se debe cumplir de acuerdo al API E 4.6.1 que: Si Tc ≤ TL

entonces:

Si Tc > TL

entonces:

API E.4.6.1 1 Ac  KS SD1   Tc

 I   Rwc

 T  I Ac  KS D1  L2   Tc  Rwc

x) Peso convectivo efectivo (Wc) (Unidad = kN) De acuerdo al API 650 en el ítem E-6.1.1 se tiene que:

 T   2.5KQFa S p  s   Tc

 I   Rwc

   Ai 

 T T   2.5KQFa S p  s 2L   Tc

 I   Rwc

   Ai 

Wc  0.230

D  3.67 H  tanh  W p H  D 

(API E.6.1.1-3)

y) Centro de acción de la fuerza convectiva (Xc) (Unidad = m) De acuerdo al API 650 en el ítem E-6.1.2.1 se tiene que:   3.67 H  cosh   1   D  Xc  1.0  3.67 H  3.67 H  sinh   D  D 

z) Momento de volteo (MRW)

  H   

(API E.6.1.2.1-3)

(Unidad = kN-m)

El momento sísmico de volteo en la base del tanque se estima mediante la raiz cuadrada de la suma de los cuadrados (SRSS) de las componentes impulsivas y compulsiva multiplicados por su respectivo brazo de momento al centro de acción de las fuerzas a menos que se especifique otra cosa. Para cimentaciones tipo anillo se tiene:

M rw 

 Ai (Wi X i  Ws X s  Wr X r ) 2   Ac (Wc X c  2

aa) Peso del techo actuando en el cilindro (w rs) (Unidad = kN/m) Viene a ser el peso por unidad de longitud del techo sobre la pared del tanque.

(API E.6.1.5-1)

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ab) Peso del tanque y del techo actuando en la base del cilindro (w t) De acuerdo al API E 6.2.1.1 se tiene: W  wt   s  wrs   D 

(Unidad = kN/m)

ac) Coeficiente de aceleración vertical (A v) De acuerdo al API E 6.1.3 el parámetro de aceleración sísmica vertical (Av) será tomada como 0.14S DS o mayor del método de la ASCE 7 a menos que el cliente especifique una aceleración. De acuerdo al ASCE 7 en el ítem 13.3.1 consideran un factor de ±0.2S DS. ad) Fuerza resistente a la volcadura en el anillo (w a) De acuerdo al API E 6.2.1.1 se tiene que esta fuerza será para unidades en el sistema internacional de medidas:

w a  99 * t a *

F y HG e  201 . 1 HDG

e

Además, se ve en la ecuación anterior debe cumplir que esta fuerza resistente de volcadura debe ser menor que 201.1*HDGe, de no cumplirse con esto se tomará como valor el correpondiente a 201.1HDGe. Ge es la gravedad especifica efectiva incluyendo los efectos de sismo vertical y se determina con la expresión: Ge =

G*(1 - 0.4*Av)

ae) Carga de diseño de levantamiento debido a la presión del producto por unidad de longitud circunferencial (wint) Esta carga se considera 0 pues no se considerará esta carga.

af) Ratio de anclaje (J) Es el parámetro que concluye si el tanque es estable o no, es decir si requiere pernos de anclaje o no y viene dado por la siguiente expresión de acuerdo al API 6.2.1.1.1: J 

M rw D  wt (1  0.4 Av )  wa  0.4 wint  2

Si se determina que J > 1.54 entonces el tanque será no estable y requerirá el diseño de pernos de anclaje.

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2.0.

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DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DE LOS TANQUES

2.1. VERIFICACIÓN DE LA ESTABILIDAD DEL TANQUE 2.1.1. GEOMETRÍA DEL TANQUE TIPO DE TANQUE:

Techo fijo

SISTEMA DE ANCLAJE:

Tanque anclado a cimentación

Fig. 2 - Sketch - Geometría del tanque

Tanques:

Diámetro (D) Altura (H) Altura del Cilindro (Hs) Altura (Ht) Radio nominal , r Espesor mín. del casco Capacidad Espesor del techo Espesor del fondo Pendiente de fondo y de techo: Pendiente Fondo Pendiente Techo

(m) (m) (m) (m) (m) (in) (m3) (in) (in)

39T-335A/B 11.10 11.00 Iguales por la prueba de presión 11.00 11.00 5.55 0.25 1064 0.31 (Asumido) 0.31

= =

0.010 0.06

(Asumido)

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2.1.2 PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DEL TANQUE Siguiendo el procedimeinto descrito en el Apéndice E de la Norma API 650 se tiene: Tanques:

D/H ClaseS S1 Ss Fa Fv SMS SDS I Rwi Ai Ver.Ai Wp Wi Xi Ws Xs Wr Xr Wf Xf Q K Rwc Sa Ks Tc TL Ts SD1

tanque lleno tanque vacio

Ac Ver.Ac Wc Xc MRW MRW

39T-335A/B 1.01 D 0.56 1.13 1.10 2.40 1.24 1.24 1.00 4.00 0.309

Parámetro de aceleración para período de 1 seg. Parámetro de aceleración para períodos cortos Coeficiente de aceleración espectral Coeficiente de velocidad Parámetro de aceleración espectral de respuesta Parámetro de aceleración espectral de diseño Factor de importancia Factor de modificación de respuesta impulsivo Parámetro de aceleración espectral impulsivo

Cumple>0.007

10,442.33 8,145.21 4.46 187.58 5.50 59.15 11.00 59.15 0.00 1.00 1.50 2.00 0.45 0.578 3.49 4.00 1.09 0.90 0.290

1,064.46 T 830.30 T m

Peso impulsivo efectivo (N) Centro de acción de la fuerza lateral efectiva

19.12 T m

Peso total de las paredes Altura del centro de gravedad paredes

6.03 T m

Peso total del techo Altura del centro de gravedad del techo

6.03 T

Peso total en el fondo Altura del centro de gravedad del fondo Factor de escala del nivel de diseño Coeficiente de ajuste de la aceleración espectral Factor de modificación de respuesta convectivo Aceleración espectral en cualquier período Coeficiente Período natural convectivo Período de transición para períodos más largos Parámetro de aceleración espectral Parámetro de aceleración espectral convectiva OK

Cumple Ac 1.54, requiere pernos de anclaje

13 de 36

14 de 36

OK

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2.2

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PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DE LOS TANQUES

ESQUEMA

Fig. 3 - Elevación cimentación : Anillo + Zapata a) Predimensionamiento h2 h1 hp b d Df Dip Dep Diz Dez hz

= = = = = = = = = = =

Altura libre (Mínimo 0.30m, Ver B.3.1 del API 650) Altura del anillo a partir del nivel de terreno natural Altura total del anillo Ancho estimado (Mínimo 0.30m, Ver Notas figura B.1 -Example of foundation with concrete ringwall) Distancia de apoyo del tanque sobre el anillo Profundidad de cimentación Distancia del centro al borde interior del anillo (D - (2*d)) Distancia del centro al borde exterior del anillo (D + (2*d)) Distancia del centro al borde interno de la cimentación (Dip - 2*b2) Distancia del centro al borde externo de la cimentación (Dep +2*b1) Peralte de la zapata

Nota.- Si el ancho del anillo es mayor a 460mm se debe considerar zapata para el anillo. esto puede aumentar la capacidad de resistencia de terreno.

(Ítem B.4.2.3.f)

Nota.- Se requiere colocar material de relleno estructural adecuado, con la compactación adecuada de acuerdo al EMS del proyecto para soportar la carga proveniente del tanque. De acuerdo al ítem B.3 del API 650, se debe colocar debajo de la plancha base del tanque una capa mínima de 75mm (3") de arena limpia lavada para lograr una superficie de contacto flexible que se acomode con la pendiente del fondo del tanque y evitar el contacto con partículas grandes y escombros.

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b) Cargas transmitidas por el anillo de cimentación Wp Ws Wf Wt Wcon

= = = = =

Peso total del contenido del tanque Peso total de las paredes del tanque Peso del fondo del tanque Peso total del tanque Peso del anillo de cimentación Sin zapata

Wrc =

Incluyendo zapata Peso del relleno confinado por el anillo Sin zapata

Acim = df = do = ε= Acim =

(gc*π / 4 *[(Df+h2)*(Dep2-Dip2)] ) (gc*π / 4 *[hp*(Dep2-Dip2)+hz*(Dez2-Diz2)] ) (ϒs*π / 4 *(Df+h2)*(Dip2) )

(ϒs*π / 4 *[hp*(Dip2)+hz*(Diz2)] ) Incluyendo zapata Área en planta de la cimentación asumiendo que el tanque logra estar en contacto con la superficie de apoyo. Diámetro exterior del anillo (Dep ) Diámetro interior del anillo (Dip ) Factor para calcular coeficiente de Fintel (do / df ) df*df-0.3*do*do

c) Verificación de presiones sin considerar Efectos Sísmicos Tanque Vacío : P=

Carga Vertical estática sobre suelo de fundación qact = Presión actuante sobre el suelo de fundación σs = Capacidad portante del suelo (condiciones estáticas) Verifcar que qact < σs

(Wcon+Wrc+Wt ) (P/Acim )

Tanque Lleno : P= qact =

Carga Vertical estática sobre suelo de fundación Presión actuante sobre el suelo de fundación σs = Capacidad portante del suelo (condiciones estáticas) Verifcar que qact < σs

(Wcon+Wrc+Wt+Wp ) (P/Acim )

d) Verificación de presiones considerando Efectos Sísmicos Tanque Vacío : Mact = P= e= ff = C2 = qact =

Momento Actuante Carga Vertical dinámica sobre suelo de fundación Excentricidad Factor para cálculo de coeficiente de Fintel Coeficiente de Fintel Presión actuante sobre el suelo de fundación σsd = Capacidad portante del suelo (condiciones dinámicas) Verifcar que qact < σsd

((Wcon+Wrc+Wt )*(1+0.4Av) ) (Mact / P ) (e / df ) (P*C2 / Acim )

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Tanque Lleno : Mact = P= e= ff = C2 = qact =

Momento Actuante Carga Vertical dinámica sobre suelo de fundación Excentricidad Factor para cálculo de coeficiente de Fintel Coeficiente de Fintel Presión actuante sobre el suelo de fundación σsd = Capacidad portante del suelo (condiciones dinámicas) Verifcar que qact < σsd

((Wcon+Wrc+Wt+Wp )*(1+0.4Av) ) (Mact / P ) (e / df ) (P*C2 / Acim )

e) Requerimiento de Zapata para el Anillo de Cimentación: Se requiere agregar zapata al anillo f)

Si qact < σs

y/o

Si b ≥ 0.46 m

Verificación de la estabilidad por deslizamiento Tanque Vacío : Fvt Fres Fact Vtv Fscal Fsreq

= = = = = =

Carga vertical Fuerza resistente al deslizamiento Fuerza actuante i*Wt Factor de seguridad calculado Factor de seguridad requerido

(Wt+Wcon+Wrc) * (1-0.4Av) Fvt * m 0.7* (Vtv + Ai*(Wcon + Wrc)) Fres / Fact Fsreq ≥ 1.25

Tanque Lleno : Fvt = Carga vertical Fres = Fuerza resistente al deslizamiento Fact = Fuerza actuante Vtm = [Vi2 + Vc2]1/2 Vi = Ai * (Wtk + Wi) Vc = Ac * Wc Fscal = Factor de seguridad calculado Fsreq = Factor de seguridad requerido

(Wt+Wcon+Wrc+Wp) * (1-0.4Av) (Fvt * m2 ) (0.7* (Vtm + Ai*(Wcon + Wrc)) ) (Fres / Fact )

Fres / Fact Fsreq ≥ 1.25

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MEMORÍA DE CÁLCULO CIMENTACIÓN DE TANQUES ESTRUCTURAS

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g) Verificación de la estabilidad por volteo Tanque Vacío : Fvt = Carga Vertical Mres = Momento Resistente al Volteo Mact = Momento Actuante FScal = FS calculado al volteo FSreq = FS requerida al volteo

(Wt+Wcon+Wrc) * (1-0.4Av) Fvt * B/2 0.7* [Mrw + Vtv* (hz+hp) ] Mres / Mact Fsreq ≥ 1.50

Tanque Lleno : Fvt Mres Mact FScal FSreq

= = = = =

Carga Vertical Momento Resistente al Volteo Momento Actuante FS calculado al volteo FS requerida al volteo

(Wt+Wcon+Wrc+Wp) * (1-0.4Av) Fvt * B/2 0.7* [Mrw + Vtv* (hz+hp) ] Mres / Mact Fsreq ≥ 1.50

h) Diseño de la cimentación del tanque Diseño de la zapata por corte dz r lv φ qact

= Peralte efectivo de la zapata = Recubrimiento = Dimensión del volado de la zapata = Coeficiente de reducción por corte = Presión actuante sobre el suelo de fundación. σu = Presión última actuante Vu = Fuerza cortante última de diseño фVc = Resistencia del concreto al corte por flexión Verifcar que фVc > Vu

hz - r (Dez - Dep) / 2 0.75 1.2* (qact - (1+0.4Av)*Wcon / Az) σu* (π*[Dep+dz]) *(lv-dz) φ . 0.53 . √f'c . (π*[Dep+dz]) . dz

Diseño de la zapata por flexión Refuerzo Inferior w = Carga distribuida Mu a Ascal Asmín Ascoloc

= = = = =

Momento flector último Altura del bloque de compresiones Área de acero calculada Área de acero mínimo Área de acero a colocar

Refuerzo Superior Asmín = Área de acero mínimo Ascoloc = Área de acero a colocar

σu*1 w * lv2 / 2 As*fy/0.85*f'c*100 Mu/0.9*fy*(dz-a/2) (0.0025*1*hz)/2

(0.0025*1*hz)/2

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i)

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Diseño del anillo de cimentación

Fig. 4 - Fuerza de tensión en el anillo Refuerzo longitudinal ka P Fd As Asmin Ascoloc

= Coeficiente de empuje activo del relleno confinado = Presión en el fondo del tanque debido al peso del fondo y del fluido

tan(45-φ/2)2 (Wp+Wf)/Acim

= = = =

Dip/2*hp*ka*{P+(ϒs*hp/2)} 1.6*Fd/0.9*fy 0.0025*b*(hp+hz)

Fuerza de tensión en el anillo Área de acero calculada Área de acero mínimo Área de acero a colocar

Refuerzo transversal Asmin Ascoloc

= =

Área de acero mínimo Área de acero a colocar

0.0015*b*100

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2.3.

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DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN DEL TANQUE 39T-335A/B Predimensionamiento Df

1.40

m

h2

0.30

m

h1

0.90

m

hp

1.20

m

hz

0.50

m

b

0.50

m

b1

0.55

m

b2

0.55

m

B

1.60

m

d

0.25

m

D

11.10

m

Dip

10.60

m

Dep

11.60

m

Diz

9.50

m

Dez

12.70

m

γconc

23.54

kN/m3

γsuelo

16.87

kN/m3

Cargas transmitidas por el anillo de cimentación 10,442.33 1,064.46 T Wp kN Ws

187.58

Wr

59.15

kN

Wf

59.15

kN

Wt

305.88

kN

31.18 T 1,095.64 T

kN

50.22 T 0.00 T

subtotal Anillo sin zapata 492.61 Wcon Wrc

0.00

kN

Acim

17.44

m2

Anillo con zapata 1,149.43 Wcon

kN

Wrc

351.61

kN

Acim

55.79

m2

df

11.60

m

do

10.60

m

ε

0.91

117.17 T 35.84 T

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Verificación de presiones sin considerar efectos sísmicos : anillo + zapata Tanque vacío P qact

1,763.20 34.60

kN kN/m2

σs

161.87

kN/m2

179.73 0.35 1.65

T

457.58 0.95 1.65

T

kg/cm2 kg/cm2

σs >qact OK, menor que σs Tanque Lleno P qact

4,488.83 93.57

kN kN/m2

σs

161.87

kN/m2

kg/cm2 kg/cm2

σs >qact OK, menor que σs

Verificación de presiones considerando efectos sísmicos: anillo + zapata Tanque vacío Mact

520.47

P

1,908.66

kN.m

e

0.27

ff

0.02

C1

2.00

C2 qact

1.09 36.38

kN/m2

σs

202.33

kN/m2

kN

53.05 194.56

0.37 2.06

T.m ton

kg/cm2 kg/cm2

σs >qact OK, menor que σs

Tanque Lleno Mact

13,063.85

kN.m

P

4,859.16

kN

e

2.69

ff

0.212

C1

2.00

C2 qact

191.67

kN/m2

σs

202.33

kN/m2

1,331.69 485.92

T.m T

1.10

σs >qact OK, menor que σs

Verificación de la estabilidad por deslizamiento Tanque vacío Fvt µ

1,657.84

kN

Fres

7,164.56

kN kN

0.50

Fact

2,614.55

FScal

2.74

Fsreq

1.25

1.95 2.06

kg/cm2 kg/cm2

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Verific.

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OK

Fsreq