1.- memoria estructural reservorio v=2000m3

“MEJORAMIENTO, AMPLIACION DEL SISTEMA INTEGRAL DE AGUA POTABLE PARA LOS PUEBLOS LA UNION, CESAR VALLEJO, PENSACOLA, PRIMAVERA

BAJA, EL CARMEN, EL PORVENIR, BELLO HORIZONTE Y CONSTRUCCIÓN DEL RESERVORIO R-IIC, CHIMBOTE, SANTA-ANCASH”

MEMORIA ESTRUCTURAL DEL

RESERVORIO APOYADO

V=2000M3

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“ANALISIS Y DISEÑO DEL RESERVORIO APOYADO V=2000m3”

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

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INDICE

1. DESCRIPCION

2. ESTRUCTURACION Y MATERIALES

3. ANALISIS Y DISEÑO

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“ANALISIS Y DISEÑO DEL RESERVORIO V=2000M3”

MEMORIA DESCRIPTIVA DEL

DISEÑO ESTRUCTURAL

1.00 DESCRIPCION

El proyecto comprende el análisis y diseño de la estructura de un depósito

rectangular apoyado para un volumen de V=2000M3 en el Distrito de Chimbote,

Provincia de Santa - Ancash. La estructura apoyada de forma rectangular tiene un

lado mayor Interno de 25.00mt, lado menor interno 20.90mt y una altura total de

pared de 4.55mt. Esta estructura tiene cuatro divisiones o compartimientos que

trabajarán como mitigadores de energía o golpeteo cuando se produzcan los

sismos.

El espesor de las paredes externas e internas del reservorio es de 0.30mt.

La estructura tiene un techo de concreto armado de espesor de 0.20mt.

2.00 ESTRUCTURACION Y MATERIALES

Se tendrá un concreto de f’c=210 kg/cm2 de resistencia y relación agua/cemento

máxima de 0.45 para las paredes externas e internas del depósito, para la losa de

techo y toda la cimentación en general. Se detalla en las especificaciones

técnicas de los planos.

La cimentación es una losa o platea de concreto armado que va desde los 0.30m

de peralte previa colocación del solado de 7.5cm como mínimo.

Para garantizar la restricción y el buen comportamiento de los muros se ha

previsto de una cimentación corrida como se detalla en los planos de Estructuras.

Para el diseño de la cimentación y estimado de fuerzas horizontales, se han

usado los valores indicados en el estudio de suelos y que se resumen en:

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Presión admisible en suelo 1.00 kg/cm2

Suelo Intermedio S2 Tp=0.6 seg.

Factor de suelo S=1.2

Peso Volumétrico del Suelo =2.00 ton/m3

Factor de amplificación sísmica C=250%

Ángulo de fricción interna Φ = 30.00°

3.00 ANALISIS Y DISEÑO

Para el análisis estructural se ha tomado en cuenta la reglamentación dada por el

ACI-350.3-06 (Diseño Sísmico de Líquidos y Contenedores de Concreto) y para

el diseño estructural se ha considerado como código básico el Reglamento

Nacional de Edificaciones, complementado con los requerimientos del ACI 318-

2009, poniendo especial énfasis en el agrietamiento mínimo que deben tener este

tipo de estructuras. El análisis se ha realizado con elementos finitos utilizando

elementos SHELL (cáscara), para el cual se ha utilizado el programa de cómputo

SAP2000 v15, desarrollado por Computers & Structures Inc Berkeley California.

El diseño es efectuado por el método de Esfuerzos Admisibles y de rotura.

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3.1 COMBINACIONES DE CARGA

Para el análisis se ha considerado las siguientes combinaciones de carga:

PARA DEPÓSITO LLENO:

1,- Carga Muerta + Viva U=1.4D+1.7L

2,- Carga Muerta + Viva + Sismo U=1.25D+1.25L+1.25E+1.25F U=1.25D+1.25L+1.25E+1.25F+1.25 T U=0.9D+1.25E+1.25F U=0.9D+1.25E+1.25F+1.25T U=1.25D+1.25E+1.25F U=1.25D+1.25E+1.25F+1.25T

3,- Carga Muerta + Viva + Fluido U=1.4D+1.7L+1.7F U=0.9D+1.5F

4,- Carga Muerta + Viva + Temperatura U=1.25D+1.25L+1.25T+1.25F U=1.5D+1.5T+1.5F

PARA DEPÓSITO VACÍO:

1,- Carga Muerta + Viva U=1.4D+1.7L

2,- Carga Muerta + Viva + Sismo U=1.25D+1.25L+1.25E U=1.25D+1.25L+1.25E+1.25T U=0.9D+1.25E+1.25T U=1.25D+1.25E+1.25T

3,- Carga Muerta + Viva + Temperatura U=1.25D+1.25L+1.25T U=1.5D+1.5T

Donde:

D=DEAD (Cargas Muertas y Peso Propio) L=LIVE (Cargas Vivas) E=QUAKE (Cargas de Sismo) F=FLUID (Cargas de Fluido) T=TEMPERATURE (Cargas de Temperatura)

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3.2 DEFINICIÓN DEL CORTANTE BASAL

Para el análisis de la estructura se ha utilizado el método estático y para ello se ha hecho uso de la ecuación reglamentada en la norma Sismorresistente E-030-2006. Los parámetros para definir esta fuerza son:

FACTOR DE ZONA Z = 0.4

FACTOR DE USO U = 1.5

FACTOR DE SUELO S = 1.2 Tp = 0.6

COEFICIENTE DE REDUCCION IMPULSIVA RI = 2.00

COEFICIENTE DE REDUCCION CONVECTIVA RC = 1.00

Encontrándose luego lo siguiente:

A) Cálculo de Fuerzas Horizontales en la dirección "X" (Transversal):

Nivel Peso (Tn) H(m) P*H F(Tn) W=F/L(Tn/m)

Peso Propio 260.91 2.28 593.56 100 0.97

Impulsivo 308.90 1.50 463.35 78 0.75

Convectivo 1287.007 2.04 2627.48 442 4.28

Total 3684.40

B) Cálculo de Fuerzas Horizontales en la dirección "Y" (Longitudinal):

Nivel Peso (Tn) H(m) P*H F(Tn) W=F/L(Tn/m)

Peso Propio 260.91 2.28 593.56 100 1.88

Impulsivo 308.90 1.50 463.35 78 1.47

Convectivo 1287.007 2.04 2627.48 442 8.34

Total 3684.40

V =

ZUCS

_________ P

R

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3.3 DEFINICIÓN DE MATERIALES EN SAP 2000 V.15

CONCRETO:

RESISTENCIA: f’c: 210 Kg/Cm2. (Paredes Externa e Interna y la cimentación) PESO ESPECÍFICO: 2400 Kg/m3.

MODULO DE ELASTICIDAD: 218819.80 Kg/Cm2 para f’c: 210 Kg/Cm2. RAZÓN DE POISSON: 0.2

COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA: 0.0000099/ºC. FLUENCIA DEL ACERO: 4200 Kg/Cm2 – G60

3.4 DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS

ESTRUCTURALES EN SAP 2000 V.15

MURO ESTRUCTURAL LOSA ESTRUCTURAL

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3.5 DEFINICIÓN DE LOS CASOS DE CARGA EN SAP 2000 V.15

3.6 DEFINICIÓN DE LOS CASOS DE ANÁLISIS EN SAP 2000 V.15

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3.7 DEFINICIÓN DE SISMO EN “X” EN SAP 2000 V.15

3.8 DEFINICIÓN DE SISMO EN “Y” EN SAP 2000 V.15

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3.9 MODELO ESTRUCTURAL EN 3D EN SAP 2000 V.15

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3.10 RESULTADOS

ETIQUETAS DE LOS NUDOS (JOINTS) PARA INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

ELEVACIÓN POSTERIOR “D”

ETIQUETAS DE LAS ÁREAS (SHELL) PARA INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

ELEVACIÓN POSTERIOR “D”

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DEFORMADA POR SISMO EN “X”

DEFORMADA POR SISMO EN “Y”

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DEFORMADA POR PRESION DE AGUA

DEFORMADA POR ENVOLVENTE DE CARGAS

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ESFUERZOS MÁXIMOS DE TENSIÓN POR ENVOLVENTE DE CARGAS

MOMENTO DEBIDO A LA ENVOLVENTE DE CARGAS (M11)

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MOMENTO DEBIDO A LA ENVOLVENTE DE CARGAS (M22)

MOMENTO DE DISEÑO POR PRESIÓN DEL AGUA (M22)

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3.11 PARED DE DEPÓSITO

Como se ha visto lo gráficos arriba detallados, para el diseño de las paredes se

ha provisto de varios estados de carga, la carga muerta que esta dada por su

peso propio además se ha modelado la Presión Hidrostática usando los JOINT

PATTERNS de SAP2000.V15.

Se debe tener en cuenta que el Estado de carga más crítico es cuando este

depósito (Reservorio) se encuentre con agua en su máxima altura y los agentes

sísmicos actúen sobre las paredes externas del mismo.

Ya se ha analizado y verificado el comportamiento de la acción sísmica del agua,

y para el diseño se ha utilizado las fórmulas dadas por el Ing. Julio Rivera Feijoo

en su libro “Análisis y Diseño de Reservorios” y ACI-350.3-06 (Diseño Sísmico de

Líquidos y Contenedores de Concreto)

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PREDIMENSIONAMIENTO Y

ANÁLISIS SÍSMICO

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DISEÑO DE LA PARED

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DISEÑO DE LAS VIGAS

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DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO

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DESPLAZAMIENTOS DE DISEÑO

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DESPLAZAMIENTOS DE PRESIÓN

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ESFUERZOS DE DISEÑO

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ESFUERZOS DE PRESIÓN

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ESFUERZOS DE DISEÑO DE

TENSIÓN

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JOINT DISPLACEMENTS

SAP2000V.15

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JOINT REACTIONS SAP2000V.15

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SHELLS SAP2000V.15