PROYECTO:

TABLA 01. DATOS BASE:

Descripcin Formula Valor Unidad Observaciones

- Volumen del Recipiente. V.alm. 35.00 m3.

- Tirante de agua "Y" H. agua. 1.75 m.

- Borde Libre. B.L 0.30 m.

- Altura Total interior del Recipiente. H.t 2.05 m.

- Ancho Interior del Recipiente. D. int. 5.15 m.

- Esfuerzo a la compresin del concreto. F'c. 210.00 kg/cm2.

- Esfuerzo de Fatiga de Trabajo del Concreto. fc = 0.45* F'c 95.00 kg/cm2.

- Esfuerzo de Tensin del Acero. Fy 4200.00 kg/cm2.

- Esfuerzo de Fatiga de Trabajo del Acero. fs = 0.50* Fy 2100.00 kg/cm2.

- Densidad del Liquido Contenido. W = a 1000.00 kg/cm3.

DESCRIP. VALORES UNIDAD

D. ext = 5.55 m.D. int = 5.15 m.H. agua (Y) = 1.75 m.H. int = 2.05 m.T = 0.30 m.V = 0.05 m.Esp. Pared = 0.20 m.Esp. Cub. = 0.15 cm.Esp. Cimen. = 0.35 cm.

Fig.01 Dimensiones del reservorio de agua.

W = a Donde:a = Peso especfico del agua

El empuje del agua es: h = Altura del agua

b = ancho de la paredP=a x h2 x b / 2

PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACIN DEL SISTEMA DE SANIMAMIENTO DE LA LOCALIDAD DE TACTAMAL

CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO -R1

PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACIN DEL SISTEMA DE SANIMAMIENTO DE LA LOCALIDAD DE TACTAMAL

CALCULO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO -R1

Para el diseo estructural de reservorios de pequeas y medianas capacidades se recomienda utilizar el mtodo de Prtland Cement

Association, que determina momentos y fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la teora de

Plates and Shells de Timoshenko, donde se consideran las paredes empotradas entre s.

TABLA 02. DIMENSIONES DEL RESERV.

W= 1.00 tn/m3

En los reservorios apoyados o superficiales, tpicos para poblaciones rurales, se utilizan preferentemente la condicin que

considera la tapa libre y el fondo empotrado. Para este caso y cuando acta slo el empuje del agua, la presin en el borde es

cero y la presin mxima (P), ocurre en la base.

P= 7885.94 kg

Para el diseo de la losa de cubierta se consideran como cargas actuantes el peso propio y la carga viva estimada; mientras que para el diseo

de la losa de fondo, se considera el empuje del agua con el reservorio completamente lleno y los momentos en los extremos producidos por el

empotramiento y el peso de la losa y la pared.

D. int.

D.ext.H

. agu

a

T D. ext.

Esp

. Cim

en.

H. i

ntE

sp. C

ub.

V

Esp. Pared

T

A) CALCULO DE PARED CILINDRICA

A.1 TENSIONES HORIZONTALES:La tensin es obtenida mediante la siguiente formula, se entra a la tabla A.1 del PCA:

T = C W H R (Tn / m) Donde C= H2 / Dt

Por lo tanto:

C= 4.08 = 5.00

Altura Ordenada (Y) Coef. at Point To (Kg /m)

0.0 H 2.05 +0.025 131.97

0.1 H 1.85 +0.137 723.19

0.2 H 1.64 +0.245 1293.29

0.3 H 1.44 +0.346 1826.45

0.4 H 1.23 +0.428 2259.31

0.5 H 1.03 +0.477 2517.96

0.6 H 0.82 +0.469 2475.73

0.7 H 0.62 +0.398 2100.94

0.8 H 0.41 +0.259 1367.20

0.9 H 0.21 +0.092 485.65

1.0 H 0.00 0 0.00

POR LO TANTO : To (mx) : 2517.96 kg. / m.

Asmin

H/3 To = 1293 kg As= To/fs = 0.62 cm2 = 5.00 cm2 3/8 '' @ 0.28 m Dos capas

H/3 To = 2518 kg As= To/fs = 1.20 cm2 = 5.00 cm2 3/8 '' @ 0.28 m Dos capas

H/3 To = 2101 kg As= To/fs = 1.00 cm2 = 5.00 cm2 3/8 '' @ 0.28 m Dos capas

A.2 CLCULO DE MOMENTOS VERTICALES:

El momento vertival en los muros se obtiene mediante la siguiente formula, los coeficientes se obtienen de las tablas del PCA.

M= coef. X w H3 (Tn-m /m)

DE LA TABLA A.7 (ASUMIENTO ROTULAS EN BASE DE MURO)

Altura Ordenada (Y) Coef. at Point Mo (kg.m/m)

0.0 H 2.05 0.0000 0.000

0.1 H 1.85 0.0000 0.000

0.2 H 1.64 0.0001 8.615

0.3 H 1.44 0.0006 51.691

0.4 H 1.23 0.0016 137.842

0.5 H 1.03 0.0034 292.914

0.6 H 0.82 0.0057 491.062

0.7 H 0.62 0.0080 689.210

0.8 H 0.41 0.0094 809.822

0.9 H 0.21 0.0078 671.980

1.0 H 0.00 0.0000 0.000

DE LA TABLA A.2 (ASUMIENTO EMPOTRAMIENTO EN BASE DE MURO)

Altura Ordenada (Y) Coef. at Point Mo (kg.m/m)

0.0 H 2.05 0.0000 0.000

0.1 H 1.85 +.0002 17.230

0.2 H 1.64 +.0008 68.921

0.3 H 1.44 +.0016 137.842

0.4 H 1.23 +.0029 249.839

0.5 H 1.03 +.0046 396.296

0.6 H 0.82 +.0059 508.292

0.7 H 0.62 +.0059 508.292

0.8 H 0.41 +.0028 241.224

0.9 H 0.21 -0.0058 -499.677

1.0 H 0.00 -0.0222 -1912.558

POR LO TANTO : Mo = : 1912.56 kg.m / m.

Verificacin por Flexin: Mo= -1913 kg-m/m

Mo = 1913 kg.m /m Mu= 1.7 * Mo = -3251 kg-m/m As min = 0.002 b. d

Mu= 3251 kg.m /m As=5.73cm2/m a= 1.35 cm b= 100 cm

r = 0.03 m As=5.27cm2/m a= 1.24 cm d = 17 cm

T = 0.20 m. As=5.25cm2/m a= 1.24 cm

Ma = 1596 kg.m /m As=5.25cm2/m a= 1.24 cm As min = 3.40 cm2/m

(La Cuantia de Acero esta por encima de la Mn) As de Diseo

As=5.25cm2/m

1 1/2 Av= 1.27 cm2 1 3/8 Av= 0.71 cm2

S= 24 cm S= 0.21 cm

Mo(mx) =

1.7 * Mo =

0.263 x F'c x b x d2

Recubrimiento =

Espesor de Muro =

Varillas.As Requerido.

Pared Interior & Exterior Acero Mnimo Vertical

131.97

723.19

1293.29

1826.45

2259.31

2517.96

2475.73

2100.94

1367.20

485.650.000.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.0

0

500

.00

1,0

00.0

0

1,5

00.0

0

2,0

00.0

0

2,5

00.0

0

3,0

00.0

0

Tensin Horizontal

0.000

0.000

8.615

51.691

137.842

292.914

491.062

689.210

809.822

671.980 0.0000.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

-100

.00

0.0

0

100

.00

200

.00

300

.00

400

.00

500

.00

600

.00

700

.00

800

.00

900

.00

Momento vertical en Muros - De la Tabla A.7

0.000

17.230

68.921

137.842

249.839

396.296

508.292

508.292

241.224

-499.677

-1912.558 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

-2,5

00

.00

-2,0

00

.00

-1,5

00

.00

-1,0

00

.00

-500

.00

0.0

0

500

.00

1,0

00.0

0

Momento vertical en Muros - De la Tabla A.2

A.3 VERIFICACIN POR CORTANTE:

Segn Tabla XII del PCA, El corte mximo en la Base del Muro ser:

V= coef. X w H2 ; donde :

Vu = 1.5 * V

und. - Carga Actuante.

Coef: +0.213 V= 895.13 kg

w: 1.00 Tn / m3 Vu = 1342.70 kg.

H 2.05 m. v= 0.79 kg/cm2

- Resistencia del muro al Corte .

Vr= 0.53*0.75*(f'c^0.5) Donde: d= 0.20 m.

Vr = 5.76 kg/cm2 El Espesor es Suficiente

B) LOSA CUBIERTA:

B.1 METRADO DE CARGAS.

Asumiremos el Espesor de la losa, se realiza el metrado de cargas para determinar el momento ltimo Wu.

Wu= 1.4xWD + 1.7 WL Donde: WD: Carga Muerta & WL: Carga Viva

Asumiendo Espesor ( T ): 0.15 m

WD= 2400Kg/m3 * Esp : 360 kg/m2

WL= 150 Kg/m2 : 150 kg/m2

Wu : 759 kg/m2

B.2 DETERMINACIN DE LOS MOMENTOS Y SU CORRECCIN POR RIGIDEZ DE LA PARED CILINDRICA.

Rigidez Relativa: (se determinaron mediante las tablas A.15 & A.16 del PCA)

Coeficiente de Distribucin:

- Pared: K1=Coef1 x T13 / H & d1= K1 / (K1 + K2) Donde; T : Espesor de Losa Asumido

- Losa: K2=Coef2 x T23 / H & d1= K2 / (K1 + K2)

Pared:

H2/D t 5.00Coef 0.7190 k1=0.0011837 d1=0.903460611

Losa:

c/D 0.02Coef 0.1040 k2=0.0001265 d2=0.096539389

Momento mximo Mmx = 0.125 Wu R^2

Mmx = 730.60 kg-m

Verificacin por flexin

Mu 0.263*f'c*b*d^2 Comprob.731 kg-m/m 795 kg-m/m OK

* Si el Mmax > al mximo momento actuante: la seccin es correcta

Altura Coef. M. rad. Coef M. tang M.rad M.tang

0.0 H 0.075 0.075 438.358 438.358

0.1 H 0.072 0.074 420.824 432.513

0.2 H 0.067 0.071 391.600 414.979

0.3 H 0.057 0.066 333.152 385.755

0.4 H 0.043 0.059 251.325 344.842

0.5 H 0.025 0.05 146.119 292.239

0.6 H 0.003 0.039 17.534 227.946

0.7 H -0.023 0.026 -134.430 151.964

0.8 H -0.053 0.011 -309.773 64.293

0.9 H -0.067 -0.006 -391.600 -35.069

1.0 H -0.125 -0.025 -730.597 -146.119

Mo= -731 kg-m/m Mo= 421 kg-m/m

Mu= Mo = -731 kg-m/m Mu= Mo = 421 kg-m/m As min = 0.0018 b. d

As= 1.84 cm2/m a= 0.43 cm As= 1.06 cm2/m a= 0.25 cm b= 100 cm

As= 1.64 cm2/m a= 0.39 cm As= 0.94 cm2/m a= 0.22 cm d = 12 cm

As= 1.64 cm2/m a= 0.39 cm As= 0.94 cm2/m a= 0.22 cm

As= 1.64 cm2/m a= 0.39 cm As= 0.94 cm2/m a= 0.22 cm As min = 2.40 cm2/m

As de Diseo As de Diseo

As= 1.64 cm2/m As= 0.94 cm2/m

1 3/8 Av= 0.71 cm2 1 3/8 Av= 0.71 cm2 1 3/8 Av= 0.71 cm2S= 30.00 cm S= 30.00 cm S= 29.58 cm

Datos

Nota: Coef. (Signo Positivo indica la actuacin

de cizalla hacia adentro)

Acero radial. Acero Circular. Acero Mnimo

C) LOSA FONDO:

Diseo para 1 m de long. De muro.

C.1 DIMENSIN DE ZAPATAS.

Peso del Muro: H*T*2400 = 984 kg/m Donde:

Peso del Agua: L*Ha* a = 525 kg/m L: Longitud de Volado = 0.30 mPeso del Suelo : L*Hs * s = 288 kg/m E: Espesor de Zapata = 0.35 mPeso de Servicio: 1797 kg/m Ha: Altura del Agua= 1.75 m

T: Espesor del Muro= 0.20 m

Hi: Altura del Muro= 2.05 m

a: Densidad del Agua = 1000 Kg/m3Area de Zapata: (2L+T)* 1m = 0.80 m2 Hs: Altura del Suelo= 0.60 m

s: Densidad del Suelo = 1600 kg/m3Esf. en Zapata : Pserv. / Az = 2246.25 kg/m2 Cp: Cap. Port. del terreno= 0.80 Kg/cm2

Esf. en Zapata : 0.22 kg/cm2 Ok

C.2 CALCULO DE ACERO EN ZAPATAS

Peso del Muro: H*T*2400 = 984 kg/m

Carga Ultima Pu = 1.4 PD = 1377.6 kg/m

Carga Distrib(Wu): 1722 Kg/m2

Mo. Ultimo (Mu): Wu*L2 / 2 = 77.49 Kg.m

Mo= 77 kg-m/m

Mu= Mo = 77 kg-m/m As min = 0.0018 b. d

As= 0.08 cm2/m a= 0.02 cm b= 100 cm

As= 0.69 cm2/m a= 0.16 cm d = 28 cm

As= 0.69 cm2/m a= 0.16 cm

As= 0.69 cm2/m a= 0.16 cm As min = 5.04 cm2/m

As de Diseo

As= 0.69 cm2/m

1 3/8 Av= 0.71 cm2 1 1/2 Av= 1.27 cm2S= 35.00 cm S= 0.25 cm

Acero Longitudinal. Acero Mnimo