diseño de reservorio circular de 70 m3

I.- DATOSV = 70.00 m³ : Volumen necesario del Reservoriohl = 0.45 m. : Altura de borde libre&c = 2400.00 kg./m³ : Peso especifico del concreto&a = 1000.00 kg./m³ : Peso especifico del aguaf'c = 210.00 kg./cm² : Esfuerzo ultimo del concretofy = 4200.00 kg./cm² : Esfuerzo de fluencia del concreto

S/C = 50.00 kg./m² : Sobre carga en la cúpulaÓcp = 15.00 kg./cm² : Esfuerzo permisible del concreto a compresion por pandeofct = 10.00 kg./cm² : Esfuerzo permisible de tension directa del concretofat = 800.00 kg./cm² : Esfuerzo permisible de tension directa del aceroÓs = 0.90 kg./cm² : Capacidad Portante del suelo

II.- DISEÑO DE LA CUPULASe recomienda que el diámetro de la cuba sea igual al mitad de la altura del reservorio.

De = 4.90 m. : Diámetro de la cúpula D = 5.628f = 0.80 m. : Flecha de la cúpula f = 0.817tc = 0.100 m. : Espesor de la cúpula

Dc = 5.05 m. : Diámetro del eje central de la cúpulaR = 4.38 m. : Radio de la cúpula

Dv = 0.60 m. : Diámetro de ventilación parte superior fo = 0.010Øo = 3.923 Grados : Angulo de integracion InicialØf = 35.160 Grados : Angulo de integracion Final

CARACTERISTICAS DEL RESERVORIO f = 0.80

Volumen efectivo = 60.34 m³

h = 3.2 H = 3.65

De = 4.90

1.- METRADOSPOR CARGA MUERTA

Peso Propio de la cúpula = 240.00 kg./m²Acabado = 70.00 kg./m²

Wcm = 310.00 kg./m²

Wu cm = 465.00 kg./m²POR CARGA VIVA

= 50.00 kg./m²Ws/c = 50.00 kg./m²

Wu s/c = 90.00 kg./m²

2.- CÁLCULOS ESFUERZOS Y VERIFICACION DEL ESPESORSe tiene :

Nø : Fuerza en sentido meridianoN'ø : Fuerza en sentido paralelo

Empleando la ecuación para una cascara esferica se determina los esfuerzos.Nø =Wucm x Rx ( CosØf -CosØo ) + WuS/C x R

Fuerza de tension Nø = 1562.87 kg./m Sen²Øf 2

Fuerza de compresión N'ø = 870.67 kg./m N'ø = ( Wu + NØ / R ) R

Verificamos el espesor

* Por tension

= 1.39 < 10 cms. ok.

* Por Compresion ( la falla es mas por pandeo )

Tambie n = 9, relación de modulos de elasticdad Es/Ec

t t = (1/fct - n/fat ) T t t

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE NUEVO PROGRESO

DISEÑO RESERVORIO DE 70 M3

PROYECTO: AMPLIACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE NUEVO PROGRESO HACIA EL CENTRO POBLADO DE SANTA CRUZ E INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO - DISTRITO DE NUEVO PROGRESO – TOCACHE - SAN MARTIN

CONSULTOR: DISEÑO: O.H.L.S.FECHA : MAYO - 2011





= 0.58 < 10 cms. ok.t p = C / Ócp t p





L = 1.80 m. : Longitud de ensanche 24 tc 21.000tce = 16 cm. : espesor de la cúpula ensanchada 1,5 tc

3.- CÁLCULO DE ACEROS* CALCULO DE REFUERZO CIRCUNFERENCIAL

Se sabe que : Denom. Diametro Area#3 3/8" 0.71

As = NØ / fat As = 1.95 > Asmin ok. #4 1/2" 1.29Pero también : #5 5/8" 2

Asmin = 0,18 tc Asmin = 1.80 cm²/m #6 3/4" 2.84#7 7/8" 3.87

Para : #8 1" 5.1Ø 3/8" = 0.71 cm² El espaciamiento será: S = 36.34 cm #9 11/8" 6.45

#10 11/4" 8.19Pero se colocara Ø 3/8" a 30 cmts. #11 13/8" 10.06

* CALCULO DE REFUERZO MERIDIONALComo se sabe que los momentos que se producen en las cascaras son despresiables se trabajara con el Asmin.

Asmin = 0,18 tc Asmin = 1.80 cm²/m

Para : Ø 3/8" = 0.71 cm² El espaciamiento será: S = 39.44 cm

Pero se colocara Ø 3/8" a 30 cmts.

4.- DISEÑO DE LA VIGA DE BORDEEl esquema de fuerza que actua sobre la viga es el siguiente:

Nø H = NØ x Cos Øf H = 958.30 kg.

Ø H T = H x Dc/2 T = 2419.70 kg.

CALCULO DE LA SECCION DE LA VIGA

Av = 214.75 cm² Av = 525.000

La viga será de : 0.15 cm. x 0.35 cm.

CALCULO DEL ACERODenom. Diametro Area

As = T/ f at As = 3.02 cm² #3 3/8" 0.71#4 1/2" 1.29

Será 4 Ø 1/2" con estribos de 1/4" cada 0,25 m. #5 5/8" 2#6 3/4" 2.84

III.- DISEÑO DE LA CUBA #7 7/8" 3.871.- CÁLCULO DE TENSIONES #8 1" 5.1

Mediante una tabla de coeficientes se determinar las tensiones ( ACI, JULIO RIVERA FEIJOO) #9 11/8" 6.45Se diseñara con un : #10 11/4" 8.19

Y #11 13/8" 10.06t = 15 cm. De

HT = Coef x w H Dc /2 t

H² = 18.13Dt

La zona critica de las cascaras son los bordes, es por eso que se recomienda realizar un ensanche L

Av = (1/fct - n/fat ) T





Estos coeficientes sale de la tablaY T Y Coef.

0.00 994.07 Y 0.00 0,0H 0.00400.37 1832.87 0.37 0,1H 0.09780.73 2760.21 0.73 0,2H 0.20151.10 3743.88 1.10 0,3H 0.31151.46 4776.74 1.46 Tmax. = 5810.50 Kg. 0,4H 0.42701.83 5438.49 1.83 0,5H 0.50102.19 5631.65 2.19 0,6H 0.52262.56 5810.50 2.56 0,7H 0.54262.92 5429.55 2.92 0,8H 0.50003.29 2907.76 3.29 0,9H 0.21803.65 958.30 3.65

DIAGRAMA DE TENSIONES

VERIFICACION DEL ESPESORSe sabe que :

t = 5.16 < 15 cms. ok.

2.- CÁLCULO DE MOMENTOS H² = 18.13También se empleara los coeficientes para determinar los Momentos (ACI, JULIO RIVERA FEIJOO) Dt

M = Coef x w x H³Estos coeficientes sale de la tabla

Y M Y Coef.0.00 0.00 Y 0.00 0,0H 0.00000.37 0.24 0.37 0,1H 0.00000.73 0.73 0.73 0,2H 0.00001.10 4.43 1.10 0,3H 0.00011.46 8.27 1.46 0,4H 0.00021.83 9.73 1.83 0,5H 0.00022.19 58.35 2.19 Mmax. = 481.41 Kg.-m 0,6H 0.00122.56 106.98 2.56 0,7H 0.00222.92 121.57 2.92 0,8H 0.00253.29 -19.45 3.29 0,9H -0.00043.65 -481.41 3.65 1,0H -0.0099

DIAGRAMA DE MOMENTOS

3.- CÁLCULO DE REFUERZOSREFUERZO HORIZONTALse sabe que

d = 12.5 cm. Para un recubrimiento de : 2.5 cm. En la cubaDenom. Diametro Area

As = T/ f at As = 7.26 cm²/m. > Asmin. ok. #3 3/8" 0.71También se sabe : #4 1/2" 1.29

#5 5/8" 2Asmin = 0,18 d Asmin = 2.25 cm²/m #6 3/4" 2.84

#7 7/8" 3.87Para : #8 1" 5.1

Ø 1/2" = 1.29 cm² El espaciamiento será: S = 35.52 cm #9 11/8" 6.45#10 11/4" 8.19

Pero se colocara Ø 1/2" a 25 cmts. #11 13/8" 10.06

REFUERZO VERTICAL

Tambien se sabe que el momento ultimo es:

Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X)Para : Y = Ø * f'c * b * d²

Donde :Ø : 0.9 Coeficiente de reduccion por flexion Y = 2953125b : 100 Ancho de la losa de analisis ( cm.)d : 12.5 Espesor de losa menos recubrimiento X : ?? Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

t = (1/fct - n/fat ) T





Para: Mu = 481.41 kg. x m (Momento Máximo que se esta presentando en el muro ) Mu = 48140.85375 kg. x cm.

Resiolviendo la Ecuación= 1.678

X2 = 0.016 OJOSe toma el menor valor positivo de X

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : X2 = p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que :

fy = = 1200.0 kg/cm2 Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : Denom. Diametro Areap = 0.0029 También: Asmin. = 2.25 cm²/m #3 3/8" 0.71

#4 1/2" 1.29As = 3.60 cm²/m > Asmin. Ok #5 5/8" 2

Para : #6 3/4" 2.84Ø 3/8" = 0.71 cm² El espaciamiento será: S = 39.43 cm a dos capas #7 7/8" 3.87

#8 1" 5.1Se colocara Ø 3/8" a 25 doble malla #9 11/8" 6.45

#10 11/4" 8.19IV.- DISEÑO DE LA LOSA DE FONDO #11 13/8" 10.06

LOSA DE FONDOSe tiene que el Momento en el borde es de ( 70% ) Mb = 481.41 Kg.-m

El espesor de losa es de: 15 cm.

Tambien se sabe que el momento ultimo es:

Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X)Para : Y = Ø * f'c * b * d²

Donde :Ø : 0.9 Coeficiente de reduccion por flexion Y = 2721600b : 100 Ancho de la losa de analisis ( cm.)

12 Espesor de losa menos recubrimiento, siendo el Recubrimiento de : 3 cm.X : ?? Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para: Mu = 481.41 kg. x m (Momento Máximo que se esta presentando en la losa ) Mu = 48140.85375 kg. x cm.

Resiolviendo la Ecuación= 1.677

X2 = 0.018 OJOSe toma el menor valor positivo de X

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : X2 = p * fy f'c

Por ser una estructura que contendra agua se tiene que :

fy = = 1200.0 kg/cm2 Esfuerzo permisible de tension por flexion del acero.

Reemplazando : Denom. Diametro Areap = 0.0031 También: Asmin. = 2.16 cm²/m #3 3/8" 0.71

#4 1/2" 1.29As = 3.75 cm²/m > Asmin. Ok #5 5/8" 2

Para : #6 3/4" 2.84Ø 3/8" = 0.71 cm² El espaciamiento será: S = 37.82 cm #7 7/8" 3.87

#8 1" 5.1Se colocara Ø 3/8" a 25 ambos sentidos #9 11/8" 6.45

#10 11/4" 8.19VIGA DE CIMENTACIONSe tendrá que verificar la viga de cimentacion ya que este soportara todas las cargas actauntes.

Metrados

Peso de la Cúpula Pcp = 782.75 Kg./m.

Peso de la Cúba Pc = t (H + 0,15 ) &c Pc = 1368.00 Kg./m.

Peso de la Viga de CimentaciónIs consideramos para la viga una seccion de : 55 cm. x 80 cm.

Pv = a x b x &c Pv = 1056.00 Kg./m.

X1

faf

dL :

X1

faf

Pcp = Pp / pDc





El peso total actuante es de :Pt = Pcp + Pc + Pv Pt = 3206.75 Kg./m.

Se sabe También que :Ós = 0.90 kg./cm²

Esfuerzo actuante sobre la viga :a = 55.00 cm Óa = 0.58 kg./cm² < Ós ok.

Debido a que la viga debera presentar un posible asentamiento se tendrá que reforzar es .

Asmin = 0,0018 x a x b Asmin. = 7.92 cm²

Se colocara 8 Ø 1/2" con estribos de 1/4" cada 0,30 m.

diseño de reservorio circular de 70 m3

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