• Author / Uploaded
• Herbert Vásquez

• Categories
• Aluminio
• Hormigón
• Materiales
• Naturaleza
• Ingeniería de Edificación

Citation preview

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

RESERVORIOS 1. Objetivo El presente documento tiene como objetivo fijar parámetros y establecer criterios que sirvan como guía de diseño de los reservorios de almacenamiento elevados de agua Entre los Reglamentos y estándares más importantes sobre reservorios tenemos: -Estándar ACI 350.3 – 2001 (USA)

- Estándar ACI 350.3 – 2006 (USA) - Reglamento IBC 2012 (USA) - ASCE 2010 (USA) - Reglamento NZSEE 2008 (NUEVA ZELANDA) - Reglamento EUROCÓDIGO 8 – 2004 (EUROPA) - Reglamento IITK – GSDMA – 2007 (INDIA)

RESERVORIOS MATERIAL

GEOMETRÍA

ALTURA PROFUNDIDAD

CIMENTACIÓN

CUBIERTA

CUBICO

ELEVADO

RÍGIDA

CONCRETO PRESFORZAD O

CILINDRICO

APOYADO

FLEXIBLE

NORMAL

ACERO

ESFERICO

ENTERRADO

PROFUNDA

FLOTANTE

CONCRETO ARMADO

INTZE

SIN CUBIERTA

AISLADOR SISMICO

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Modelo Masa Resorte para el Análisis Sísmico Cuando un tanque que contiene líquido con una superficie libre se somete a un movimiento sísmico horizontal, la pared del tanque y el líquido se somete a una aceleración horizontal. El líquido en la región inferior del tanque se comporta como una masa que está conectada rígidamente a la pared del tanque. Esta masa líquida se denomina como la masa impulsiva que acelera junto con la pared e induce la presión hidrodinámica impulsiva en la pared del tanque y del mismo modo en la base. La masa líquida en la región superior del tanque se somete a movimiento de chapoteo. Esta masa se denomina como la masa convectiva y ejerce la presión hidrodinámica convectiva en la pared del tanque y la base. superficie del agua cuando esta en reposo

masa convectiva (oscilante)

masa impulsiva

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

modo convectivo

ELEVADO CON VIGAS Y COLUMNAS

ELEVADO CON FUSTE

modo impulsivo

LEVADO CON VIGAS Y COLUMNAS Y ARRIOSTRES

ELEVADO CON ALBAÑILERIA

Interacción Suelo estructura Para los tanques que descansan sobre suelo blando, el efecto de la flexibilidad del suelo puede considerarse al evaluar el período. En general, la flexibilidad del suelo no afecta el periodo del modo

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

convectivo. Sin embargo, la flexibilidad del suelo puede afectar el período modo del impulsivo. La interacción suelo estructura tiene dos efectos: - primer lugar, se alarga el período del modo impulsivo y en - segundo lugar, aumenta la amortiguación total del sistema. El aumento en la amortiguación se debe principalmente al efecto de amortiguación radial del medio de transmisión del suelo. Un enfoque simple pero aproximado para obtener el período de modo impulsivo y amortiguación del sistema de tanque-suelo es proporcionado por Veletsos (1984). Este sencillo enfoque ha sido utilizado en el Eurocódigo 8 (2004) (ver Figura 2-09) y Priestley et al. (1986). TANQUE ELEVADO INTZE La forma del reservorio tipo Intze, en honor al ingeniero hidráulico alemán Otto Intze, realiza una disposición geométrica de los elementos estructurales procurando que todos los elementos trabajen a compresión, esto permite optimizar la capacidad de almacenamiento y espesores de los elementos. Los parámetros de los modelos masa resorte es decir: están disponibles sólo para tanques circulares y rectangulares. Para tanques de otras formas, el valor de H/D deberá corresponder a la de un tanque circular equivalente del mismo volumen y diámetro los parámetros se miden desde la parte superior del nivel del líquido.

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

PARTES DEL TANQUE TIPO INTZE ESCOTILLA

CUPULA ANILLO SUPERIOR

CUBA

CHIMENEA ANILLO INTERMEDIO FONDO ESFERICO

FONDO CONICO

ANILLO INFERIOR FONDO

FUSTE

ZAPATA

PILOTES

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

ESCOTILLA

ANILLO SUPERIOR

CUBA CUPULA

ANILLO INTERMEDIO FONDO CONICO

CHIMENEA

ANILLO INFERIOR FONDO

FONDO ESFERICO

FUSTE ZAPATA

PILOTES

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe CUPULA ESFERICA Es el elemento de cobertura de la cuba del reservorio. Se analizará, aplicando la Teoría de Membranas, los esfuerzos que se producen en la cúpula con peso propio, la carga de la linterna de iluminación, la sobrecarga, así como los efectos de flexión producidos en el apoyo. Se aplicará además un ensanche de la cobertura en el extremo exterior debido a las fuerzas de corte producidas en ese punto. Al igual que en la Linterna de Iluminación el concreto a utilizar puede ser desde f’c=210 Kg/cm² ya que es un elemento que no va en contacto con el agua y no soporta grandes cargas. ESCOTILLA(Linterna de Iluminación) Es una viga de anillo circular que forma una abertura normalmente en el centro de la cobertura del Reservorio, se utiliza para dar cierta iluminación natural al interior del depósito o cuba del reservorio, cuidando de que no ingresen elementos extraños. Se diseñará considerando cargas a compresión y se verificará la carga de colapso. El concreto a utilizar puede ser desde f’c=210 Kg/cm² ya que es un elemento que no va en contacto con el agua y no soporta grandes cargas. VIGA DE ANILLO SUPERIOR Es necesario disponer de un Viga de Anillo Circular Superior debido a las cargas no verticales producidas por la Cúpula Esférica por ello se debe diseñar este elemento para que sea capaz de soportar cargas horizontales. Se verificarán los esfuerzos de tracción en el concreto de la estructura. Se requiere que este elemento sea de un concreto con una resistencia igual o mayor a f’c=350 Kg/cm² ya que va a ir en contacto con el agua y es necesaria una impermeabilidad en dicho elemento. Se podría justificar el uso de cementos adicionados, sin embargo también se debe tener en cuenta el requerimiento de la durabilidad que poseen los concretos de alta resistencia, y que son necesarios en este tipo de estructuras importantes. CUBA Es la pared exterior de la cuba la cual va a soportar la presión del liquido contenido, se diseñará por flexión y al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². VIGA INFERIOR Es la Viga de Anillo Circular ubicado entre la pared de la cuba y el fondo cónico. Para el diseño se consideran todas las cargas sobre dicha viga como son el peso de la cobertura, viga superior y pared cilíndrica. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm².

LOSA DE FONDO CÓNICO Es el fondo en voladizo del depósito cuya superficie es plana e inclinada. Se diseña mediante los esfuerzos de tracción, verificando por flexión. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². Losa de Fondo Esférico

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe Es el fondo interno del depósito el cual generará las mismas presiones horizontales que el fondo cónico sobre la viga de fondo. Se diseña mediante los esfuerzos de tracción, verificando por flexión y por pandeo en el apoyo. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². CHIMENEA DE ACCESO Es la pared circular interna del depósito con el diámetro necesario para la llegada y salida de tuberías, adicionando el paso de una persona. Se diseña por flexión, verificando por la esbeltez y por pandeo. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². ANILLO CIRCULAR DE FONDO DE CHIMENEA Es la viga que conecta la pared de la chimenea y el fondo esférico y se diseña determinando la carga de colapso. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². VIGA DE FONDO Es la viga que conecta el fondo cónico y el fondo esférico, estos tres elementos deben tener la característica de anular las cargas horizontales. La viga de fondo se halla sometida a las compresiones del fondo cónico como el fondo esférico, debido a que los esfuerzos que se transmiten a la viga no son verticales, por lo que la encargada de absorber las componentes horizontales ya sea de tracción o compresión. Al igual que todos los elementos en contacto con el agua se considerará una resistencia mínima de f’c=350 Kg/cm². FUSTE CILÍNDRICO Es el primer elemento de soporte, se le aplican las cargas muertas y vivas de todos los elementos antes mencionados, se diseña por cargas de tracción y compresión. Si bien el fuste no está en contacto con el agua, es recomendable usar una resistencia de concreto mínima de f’c=245 Kg/cm².

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

En Lo Posible Se Tendra Que Aproximarse Las Dimensiones A Las Sgts Relaciones: como primer pre dimensionamiento

D/F D/H L/f D/L 8 2.5 5 1.5 D

F

H

fc

L

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

MATERIALES CONCRETO ARMADO concreto de f´c= Módulo de elasticidad Ec= Peso volumétrico ƿc=

280 15000(280) 2400

Kg/cm² Kg/cm² Kg/m³

ACERO CORRUGADO Esfuerzo de fluencia fy= Módulo de elasticidad Ec= Peso volumétrico del acero=

4200 2100000 7850

Kg/cm² Kg/cm² Kg/m³

Volumen de agua en el tanque Vtanque =

90

m³

El borde libre mínimo será 20cm 1.- cálculo del diámetro interior D Para tanques con volúmenes entre 75 y 1000m³ se puede considerar H entre 2 y 4.5 mts aprox. asumir H=

2.5 mts

D= 6.8 mts asumir D= 7 mts

2.-Calculo del radio de curvatura Rc a=D/2= 3.5 mts

Rc=

7.2 mts

3.-cálculo de la flecha mínima f en la cúpula

f=

0.90 mts

f=

0.7 mts

Ó

asumir f=

1 mts

4.- Cálculo del espesor de la cúpula ______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe perimetro p= pixD p= 21.99 mts

e=

0.12 mts

Ó

e=

0.23

mts

asumir e1=

0.15

mts

5. Pre dimensionamiento de viga superior V1 5.1.- Peralte Pv1= (0.20 -0.60) mts asumir Pv1=

0.25 mts

5.2.- base bv1≥Pv1/2 asumir Bv1=

0.25 mts

6.-Predimensionamiento de viga inferior o viga intermedia V2 6.1.- Peralte Pv2= (0.25 -0.60)mts asumir Pv2=

0.50 mts

6.2.- base bv2≥Pv2/2 asumir bv2= 0.25 mts 7.-Predimensionamiento de viga de fondo V3 7.1.- Peralte Pv3= (0.25 -0.60) mts asumir Pv3=

0.60 mts

7.2.- base bv3≥Pv3/2 asumir bv3=

0.3 mts

8.-Cálculo del diámetro interior del fuste L= L=0.6xD ó 0.667D L=

4.2 mts

asumir L=

4.5 mts

9.-Cálculo de la flecha del fondo de la losa fc= fc=(D-L)/2 fc=

1.25 mts

10.-Predimensionamiento del espesor de la cuba Altura total del tanque Ht= Ht=H+fc=

3.75 mts

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

e2=(7+2Ht)/100 e2=

0.14 mts

Para evitar el agrietamiento del concreto asumir e2=

0.2 mts

11.-Predimensionamiento de la losa de fondo Losa cónica y losa esférica Perímetro p= pixD p=

21.99 mts

e=

0.12 mts

e=

0.23 mts

Ó

asumir e3=

0.2 mts

12.-Predimensionamiento del espesor del fuste e4 Adoptamos como mínimo e4= 0.2 mts

13.-Diametro interior de la chimenea di=(0.6-2.4)mts asumimos di=

1 mts

14.-Espesor de la chimenea e5= Asumir el mismo de la cuba e5= 0.2 mts

diámetro medio de la chimenea es de=

1.4 mts

15.-haltura de la chimenea Asumir 30 cm por encima del nivel del agua

16.-viga de amarre de la chimenea Mínimo 25cmx25cm 17.-Diametro medio de la escotilla d1= asumimos d=

1.0 mts

18.-viga de amarre de la escotilla Mínimo 20cmx20cm

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

19.- altura del fuste Hf Hf= 16

mts D= 20cm

f=

d1=

bv1=

300

20cm

400

e1= 150 Pv1=

e5= d= =d/2 =HT

Rc= 150

e2=

H=

a= e3= fc=

25cm

Pv2=

25cm

bv2= e3= Pv3=

Ri=

bv3=

L= HF= e4=

20.- Metrado de cargas 20.1.- Peso propio de la Cúpula (Pcu) del auto cad , sacar el Rc Rc=

6.98 mts

Pc Donde:

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

f=flecha de la cúpula =peso específico del concreto e1= espesor de la cúpula Pcu=

15.8 tn

20.2.- Peso propio de viga1 (Ppv1) Ppv

)² - )²)

Ppv1=

3.4 tn

20.3.-Peso de la Cuba (Pcuba) Diámetro exterior de la cuba De=

7.4 mts

Pcuba Pcuba =

)² - )²) 27.1 tn

20.4.- Peso propio de viga2 (Ppv2) Ppv Ppv2=

)² - )²) 6.8 tn

20.5.- Peso propio del fondo cónico (Ppfc) Ppfc=

11.4 tn

del inventor

20.6.- Peso propio del fondo esférico (Ppfe) Ppfe=

9.25 tn

del inventor

20.7.- Peso propio de viga3 (Ppv3) Ppv Ppv3=

)² - )²) 6.5 tn

del inventor

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

20.8.- Peso propio del fuste (Ppf) Ppf Ppf=

)² - )²) 113.4 tn

20.9.- Peso propio de la chimenea (Ppch) Ppch= 0.0 del inventor RESUMEN DESCRIPCION Peso propio de la Cúpula(Pcu) Peso propio de viga1(Ppv1) Peso de la Cuba (Pcuba) Peso propio de viga2 (Ppv2) Peso propio del fondo conico (Ppfc) Peso propio del fondo esferico (Ppfe) Peso propio de viga3 (Ppv3) Peso propio del fuste (Ppf) Peso propio dela chimenea (Ppch)

tn 15.8 3.4 27.1 6.8 11.4 9.3 6.5 113.4 0.0

21.- Calculo de las componentes del peso peso del agua WL=

90 tn

21.1.- Calculo del peso impulsivo (Wi) )

Wi=

36.5 tn

21.2.- Calculo del peso convectivo (Wc) pag 36 ACI350.3-01 tanh(3.68 ) Wc=

50.2 tn

21.3.-Calculo del Coeficiente de la Masa Efectiva del Muro: pag 38 ACI350.3-01

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

+1.021≤1

21.4.- Peso efectivo del tanque (Pet) Ppv1= Pcuba= Ppv2= Ppfc= Ppfe= Ppch= pet= Wtotal =PetxƐ=

3.4 27.1 6.8 11.4 9.3 0 58.0 50.29

tn tn tn tn tn tn tn tn

22.-UBICACIÓN DE LA ALTURA DEL CENTRO DE GRAVEDAD DE LOS PESOS EFECTIVOS DEL LÍQUIDO ALMACENADO 22.1.-SIN PRESION EN LA BASE (pag36 ACI350.3-01) 22.1.A.-cálculo de la altura impulsiva (hi)

≤1.33 → ≤hi=H(0.5-0.09375( Formula (9-17)

≥1.33 →

hi=0.375H

Formula (9-18) D/H=

2.8 >1.333

por lo tanto hi=

0.9375 mts

22.1.B.-Calculo de la altura convectiva(hc)

] Formula (9-19) hc=

1.4 mts

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

22.2.-CON PRESION EN LA BASE (pag36 ACI350.3-01) 22.2.A.-cálculo de la altura impulsiva (hi)

0.75

Por lo tanto hi=

1.5 mts

22.1.B.-Calculo de la altura convectiva(hc)

] Formula (9-22) hc=

2.5 mts

maxima hi= maxima hc=

1.5 mts 2.5 mts

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

hi=

hc=

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

23.-ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO

23.1.-Factores de modificación de respuesta impulsiva (Rwi) (pag 20 ACI350.3-01 tabla 4(d)) Rwi= 3 para tanques elevados

23.2.-Factores de modificacion de respuesta convectiva (Rwc)(pag 20 tabla 4(d)) Rwc= 1 para tanques elevados

23.4.-Factor de importancia (I)(pag 20 ACI-350 tabla 4C) I= 1.25 Tanques que son proyectados para seguir funcionando después de un sismo

23.5.-Factor de zona (Z)(pag 8 E-030-2014)

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe Z= 0.4 según ubicación sismica

23.6.-Factor de suelo (S)(pág. 12 E-030-2014 tabla3) S= 1.4 para suelo flexible en zona sismica 2

23.7.-Altura total del tanque (hn) hn=Hf+Ht+f= 20.75 mts

23.8.-cálculo de Ct (ag 22 E-030-2014 ) Ct= 60

23.9.-periodo de vibración de la estructura (T)(pag 22 E-030-2014 )

T= 0.35 seg

23.10.-periodo de vibración del suelo (Tp)(pag 12 E-030-2014 tabla 4) Tp= 1 seg

para suelo flexible(S3)

23.11.-periodo de sedencia del terreno (TL)(pag 12 E-030-2014 tabla 4) TL=

1.6 seg

23.12.-coheficiente de amplificación sísmica (C)(pag 12 E-030-2014 tabla 4)

C= 2.5

23.13.- Calculo del peso sísmico de la cuba (Pscuba)

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

scuba= pcuba= 29.3 tn

23.14.-Calculo del Peso sísmico de la cúpula P cúpula

scupula= Pcupula= 9.2

tn

23.15.- cálculo del peso sísmico impulsivo Pi

i= Pi= 21.3 tn

23.16.- Calculo del peso sísmico convectivo Pc

c= Pc= 87.8 tn

23.17.- cálculo de la cortante basal en la cuba Vcuba (pag 16 ACI-350 4-5) Vcuba

Vcuba=

106.2 tn

23.18.- peso del fuste y la viga v3(Pft) Pft= 119.9 tn

23.19.- cálculo de la cortante basal en el fuste (V fuste)(pág. 16 ACI-350 4-5)

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

c=

V fuste=

35.0 tn

23.20.- Cálculo del centro de gravedad del tanque CG del inventor

hi=

CG=

hc=

CG= 2.18 mts

23.21.- cálculo del peso sísmico del tanque Pst +

scupula

Pst= 38.5 tn

23.22.- Calculo de las fuerzas sísmicas en el tanque Fi

=

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

14.23.- perímetro interior del tanque Pint Pint=∏xD= 22.0 mts

23.24.- Distribución de las fuerzas sismicas perimetralmente Fi/m=Fi/Pint 23.25.-Distribución De Fuerzas Estáticas Horizontales En Elevación Del Tanque Descripción Pi ( tn ) hi ( m ) CONVECTIVO 87.8 18.5 PP 38.5 18.2 IMPULSIVO 21.3 17.5 ƩPi*hi

Pi*hi (tn-m) 1625.2 700.8 372.2 2698.2

Fi 64.0 27.6 14.7 106.2

Vi 64.0 91.6 106.2

Fi /m 2.91 1.25 0.67

23.26.-Calculo del peso del fuste de 3 mts Pf3 Se debe encontrar las fuerzas sísmicas cada 3 mts de altura en el fuste 23.27.-Calculo del peso del fuste en el nivel 6 Pn6 (incluido el peso de la viga v3) Pn

)² - )²)+Ppv3

Pn6= 13.6 tn

Descripción Pi ( tn ) hi ( m ) Pi*hi (tn-m) Nivel 06 13.6 16.0 274.5 Nivel 05 21.3 15.0 338.3 Nivel 04 21.3 12.0 270.7 Nivel 03 21.3 9.0 203.0 Nivel 02 21.3 6.0 135.3 Nivel 01 21.3 3.0 67.7 1289.4

23.28.-Calculo de las fuerzas sísmicas por nivel

=

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Descripción Nivel 06 Nivel 05 Nivel 04 Nivel 03 Nivel 02 Nivel 01

Fi= 7.4 9.2 7.3 5.5 3.7 1.8 35.0

h1=

3m

3m

Hc= Hp= Hi=

Hf= 15m

3m

12m 3m 9m

6m 3m

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

23.29.-modelamiento en el sap200v17.2 23.29.-1-Cambio de unidades 23.29.-2-Crear una nueva malla

24.-ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO

24.1.-Coheficiente de la frecuencia fundamental del tanque Cw pag48 (ACI350.3-01) D/H>0.667 D/H= 2.8 H/D= 0.36

Cw= 0.150

24.2.-Calculo del espesor de la cuba en pulgadas tw tw= 0.20 mts

24.3.-Coheficiente de la frecuencia fundamental del tanque Ci pag37(ACI350.3-01) 9-25 R= 3.5 mts

radio de la cuba

Ci= 0.011

24.3.-Calculo frecuencia circular impulsivo wi pag37(ACI350.3-01) 9-23

wi= 17.7 rad/seg

24.4.-Calculo del Período fundamental de oscilación del estanque (Ti) pag 37 ACI350.3-01 (más la componente impulsiva del contenido), s

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Ti= 0.35 seg

24.5 Cálculo del Período natural del primer modo Tc (convectivo) de batimiento de agua pag 45 ACI350.3-01

λ= 5.01

Tc= 3.316 seg

24.6 determinación de los factores de aceleración espectral 24.6.1.- Factor de amplificación espectral impulsivo Ci pag 38 ACI350.3-01(9-31 y 9-32)

S= 1.4 factor de suelo

entonces Ci= 1.96

24.6.2.- factor de amplificación espectral Convectivo Cc pag 38 ACI350.3-01(9-33) En la práctica, Tc, usualmente será mayor que 2.4 segundos. En los casos en que Tc < 2.4 s, puede aproximarse usando la siguiente ecuación:

Ci o Cc puede ser tomado de una forma conservadora con 2.75/S, para cualquier estanque para nuestro caso Tc>2.4 seg por ende usaremos la sgt formula

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Cc= 0.55

24.7 Calculo de la aceleración espectral Sa (pag 23 E030-2014-4.6.2)

Donde: U=I

ZUS/R = 0.117 ZUS/Rwi = 0.233 ZUS/Rwc = 0.700 Para la norma E-030-2006 tenemos

para t asumimos valores periodo t 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

Tp= C 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50

0.9 Sa 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4

2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.25 2.05 1.88 1.73 1.61 1.50 1.41 1.32 1.25 1.18 1.13 1.07 1.02 0.98 0.94 0.90 0.87 0.83 0.80 0.78 0.75 0.73 0.70 0.68 0.66 0.64 0.63 0.61 0.59 0.58 0.56 0.55 0.54 0.52 0.51

0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5250 0.4773 0.4375 0.4038 0.3750 0.3500 0.3281 0.3088 0.2917 0.2763 0.2625 0.2500 0.2386 0.2283 0.2188 0.6300 0.6058 0.5833 0.5625 0.5431 0.5250 0.5081 0.4922 0.4773 0.4632 0.4500 0.4375 0.4257 0.4145 0.4038 0.3938 0.3841 0.3750 0.3663 0.3580

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7

0.50 0.49 0.48 0.47 0.46 0.45 0.44 0.43 0.42 0.42 0.41 0.40 0.39 0.39 0.38 0.38 0.37 0.36 0.36 0.35 0.35 0.34 0.34 0.33 0.33 0.32 0.32 0.31 0.31 0.30 0.30 0.30 0.29 0.29 0.28 0.28 0.28 0.27 0.27 0.27 0.26 0.26 0.26

0.3500 0.3424 0.3351 0.3281 0.3214 0.3150 0.3088 0.3029 0.2972 0.2917 0.2864 0.2813 0.2763 0.2716 0.2669 0.2625 0.2582 0.2540 0.2500 0.2461 0.2423 0.2386 0.2351 0.2316 0.2283 0.2250 0.2218 0.2188 0.2158 0.2128 0.2100 0.2072 0.2045 0.2019 0.1994 0.1969 0.1944 0.1921 0.1898 0.1875 0.1853 0.1831 0.1810

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe 8.8 8.9 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10

0.26 0.25 0.25 0.25 0.24 0.24 0.24 0.24 0.23 0.23 0.23 0.23 0.23

0.1790 0.1770 0.1750 0.1731 0.1712 0.1694 0.1676 0.1658 0.1641 0.1624 0.1607 0.1591 0.1575

Para la norma E-030-2014 tenemos

Para suelo flexible pag 12( E030-2014) FLEXIBLE "S3" TP= TL=

0.6

1.6

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

T

C

Sa

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00 3.10 3.20 3.30

2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.143 1.875 1.667 1.500 1.364 1.250 1.154 1.071 1.000 0.938 0.830 0.741 0.665 0.600 0.544 0.496 0.454 0.417 0.384 0.355 0.329 0.306 0.285 0.267 0.250 0.234 0.220

0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5833 0.5000 0.4375 0.3889 0.3500 0.3182 0.2917 0.2692 0.2500 0.2333 0.2188 0.1938 0.1728 0.1551 0.1400 0.1270 0.1157 0.1059 0.0972 0.2688 0.2485 0.2305 0.2143 0.1998 0.1867 0.1748 0.1641 0.1543

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe 3.40 3.50 3.60 3.70 3.80 3.90 4.00 4.10 4.20 4.30 4.40 4.50 4.60 4.70 4.80 4.90 5.00 5.10 5.20 5.30 5.40 5.50 5.60 5.70 5.80 5.90 6.00 6.10 6.20 6.30 6.40 6.50 6.60 6.70 6.80 6.90 7.00 7.10 7.20 7.30 7.40 7.50 7.60

0.208 0.196 0.185 0.175 0.166 0.158 0.150 0.143 0.136 0.130 0.124 0.119 0.113 0.109 0.104 0.100 0.096 0.092 0.089 0.085 0.082 0.079 0.077 0.074 0.071 0.069 0.067 0.064 0.062 0.060 0.059 0.057 0.055 0.053 0.052 0.050 0.049 0.048 0.046 0.045 0.044 0.043 0.042

0.1453 0.1371 0.1296 0.1227 0.1163 0.1105 0.1050 0.0999 0.0952 0.0909 0.0868 0.0830 0.0794 0.0761 0.0729 0.0700 0.0672 0.0646 0.0621 0.0598 0.0576 0.0555 0.0536 0.0517 0.0499 0.0483 0.0467 0.0451 0.0437 0.0423 0.0410 0.0398 0.0386 0.0374 0.0363 0.0353 0.0343 0.0333 0.0324 0.0315 0.0307 0.0299 0.0291

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe 7.70 7.80 7.90 8.00 8.10 8.20 8.30 8.40 8.50 8.60 8.70 8.80 8.90 9.00 9.10 9.20 9.30 9.40 9.50 9.60 9.70 9.80 9.90 10.00

0.040 0.039 0.038 0.038 0.037 0.036 0.035 0.034 0.033 0.032 0.032 0.031 0.030 0.030 0.029 0.028 0.028 0.027 0.027 0.026 0.026 0.025 0.024 0.024

0.0283 0.0276 0.0269 0.0263 0.0256 0.0250 0.0244 0.0238 0.0233 0.0227 0.0222 0.0217 0.0212 0.0207 0.0203 0.0198 0.0194 0.0190 0.0186 0.0182 0.0179 0.0175 0.0171 0.0168

24.8.- altura chapoteo medida desde la superficie del líquido en reposo dmax pag 30 ACI350.301(R7.1)

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Como nuestro reservorio es circular entonces usamos la formula (b) dmax= 1.34 mts

24.9.-presiones dinámicas en las paredes del reservorio 24.9.1.-presiones impulsivas en las paredes del reservorio Piy (pag 27 ACI350.3-01 R5 .3.3)

Piy

superficie del agua

fondo de tanque

y= 2.5 2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0

Piy(tn/m) 6.5 6.0 5.6 5.1 4.7 4.3 3.8 3.4 3.0 2.5 2.1

6.5

1.31

1.19

2.1

nota: para el análisis en el sap2000 le asignamos cero a los valores negativos

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

24.9.2.-presiones convectivas en las paredes del reservorio Pcy (pag 27 ACI350.3-01 R5 .3.3)

Pcy

superficie del agua

fondo de tanque

y= 2.5 2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0

Pcy(tn/m) 70.9 60.2 49.6 38.9 28.2 17.6 6.9 -3.8 -14.5 -25.1 -35.8

70.9

1.66

0.84

-35.8

nota: para el análisis en el sap2000 le asignamos cero a los valores negativos 24.9.3.- Carga Hidrostática producida por el Agua Phy (pag 26 ACI350.3-01 R5 .3.1)

Phy Donde: yl=peso especifico del agua =1tn/m³ B=ancho de muro= 1m ______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

y= 2.5 2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0

superficie del agua

fondo de tanque

Phy(tn/m) 0.0 0.3 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5

0.0

2.5

2.5

nota: para el análisis en el sap2000 le asignamos cero a los valores negativos 24.9.4.- Carga Hidrodinámica producida por el Agua Pfy 24.9.4.1.-Calculo Período natural de vibración del movimiento vertical del líquido Tv pag 18 ACI350.3-01 (4-17)) ] Donde:

______________________________________________________________________________________________________________ CONSULTOR: ING Julio Almagro Huamán Iturbe CIP 132844 CODIGO DE CONSULTOR C65669 Telf. Ofc. 976 989585

Ing julio Almagro Huamán Iturbe

Peso específico del agua yl=1tm/m³ D= H= Ec= g= e3= Tv=

7 2.5 250998.008 9.81 0.2 0.42

mts diametro interior del reservorio mts de agua Kg/cm² módulo de elasticidad del concreto m/seg² mts espesor de la cuba seg

24.9.4.2.-Calculo del factor de amplificacion del espectro Cv (para los movimientos verticales del liquido) pag 18 ACI350.3-01 (4-16))

Cv= 2.23

2.75/s= 1.96

por lo tanto Cv= 1.96

24.9.4.3.-Calculo de la Aceleración espectral (Av), expresada en funcion de la gravedad g Desde un espectro de respuesta específico, correspondiente al período natural de vibraciones por movimiento vertical, Tv, del estanque y su componente impulsiva del líquido almacenado, al 0.5% del amortiguamiento crítico. b=D/H