Nomenclatura      

                 D : Diámetro del estanque      Dc p : diámetro del círculo de pernos de anclaje      H : altura del nivel de líquido de diseño, según API 650 -

3.6.3.2      Hs : altura del manto      h r : altura del techo      H t : altura total del estanque (Hs + h r)      r : revancha      efondo : espesor plancha de fondo      : ángulo de inclinación del techo      G : gravedad específica del líquido      Wr : peso del techo      Ws : peso del manto      WT : peso del líquido      Wtotal : peso total                      

                         

e fondo

y

D c p

nivel de líquido

D

H t

r

h r

tramo 1

tramo 4

tramo 9

tramo 2

tramo 8

tramo 3

tramo 7

tramo 10

tramo 6tramo 5

GHH s

  

Estanque: Estanque de Ácido  

           Datos del estanque        

  Diámetro D = 16 m  Altura de líquido H = 11.2    Revancha (valor estimado a corregir según altura de ola)

r = 0.8 m

  Altura manto (H + r) H s = 12 m  Altura techo h r = 3.00 m  Ángulo techo ( 9.5° < < 37°; según API 650 - 3.10.5.1)

= 20.56 °

  Espesor fondo bajo el manto (mín. 6 mm, API 650 - 3.4.1)

e fondo = 6 mm

  Gravedad específica G = 1    Tensión de fluencia del acero fy = 36 ksi  Tensión de rotura del acero fu = 58 ksi           

Sobrecargas          Sobrecarga de techo mínima según API 650 - 3.10.2.1 (122 kg/m2 )

  = 24.5 t

  Sobrecarga de techo especificada (boquillas, otros)   = 24.5 t   Sobrecarga de techo de cálculo (máximo entre los valores anteriores)

= 24.5 t

  Porcentaje sobrecarga de techo para sismo (normalmente cero)

  = 0 %

  Sobrecarga manto (boquillas, otros)   = 4 t            

Espesores de corrosión          Corrosión techo   = 2 mm  Corrosión manto   = 2 mm  Corrosión fondo   = 2 mm           

Parámetros sísmicos          Coeficiente de zona Z = 0.40    Coeficiente de importancia I = 1.00    Factor de amplificación del sitio S = 1.20    Coeficiente C1 C1 = 0.6    Factor de amplificación sobre coeficientes sísmicos C1 y C2

  = 1.00  

  (opcional)                   

Espesores          Espesor mínimo techo según API650 - 3.10.5 (5 mm < e < 12 mm)

  = 11.5 mm

  Espesor elegido   = 12 mm           

Pesos calculados con los datos ingresados:          Peso planchas techo W r = 20.23 t

  Peso techo para cargas sísmicas W r = 20.23 t                       Cálculo espesores del

manto         

                 Espesores mínimos según API 650 - 3.6.1                   

    Diámetro estanque   espesor      ft (m)       inch (mm)    D < 50 (15.24 )     3/16 (5 )    50 < D < 120 (36.5 )     1/4 (6 )    120 < D < 200 (61.0 )     5/16 (8 )    D < 200     3/8 (10 )  

                 Espesores calculados según API 650 - 3.6.3                         Espesores (mm) peso del

manto  tramo y API 650 comercial W s

    m td tt mínimo de cálculo

elegido t

  1 2.00 2.4 0.4 2.4 6 5.40  2 4.00 3.4 1.3 3.4 6 10.80  3 6.00 4.4 2.2 4.4 6 16.21  4 8.00 5.4 3.2 5.4 6 21.61  5 10.00 6.4 4.1 6.4 8 28.59  6 12.00 7.3 5.0 7.3 8 35.57  7 12.00 7.3 5.0 7.3 8 35.57  8 12.00 7.3 5.0 7.3 8 35.57  9 12.00 7.3 5.0 7.3 8 35.57  10 12.00 7.3 5.0 7.3 8 35.57                 Nota: el espesor elegido debe ser mayor o igual que el espesor

mínimo de cálculo y el mínimo de API 650 - 3.6.1

              

 Cálculo sísmico        

           Datos del estanque        

  Peso del techo W r = 20.2 t   Peso del manto W s = 35.57 t   Peso del líquido W T = 2251.9 t   Peso total Wtotal = 2307.7    Altura total del estanque H t = 15.00 m  Centro gravedad del manto X s = 5.64 m           

Parámetros API 650 - Apéndice E D/H = 1.43    Figura E-2 W1/WT = 0.683    Figura E-2 W2/WT = 0.321    Figura E-3 X1/H = 0.375    Figura E-3 X2/H = 0.667    Figura E-4 k = 0.581    Peso masa impulsiva W1 = 1537.4 t   Peso masa convectiva W2 = 723.5 t   Centro de gravedad peso W1 X1 = 4.20 m  Centro de gravedad peso W2 X2 = 7.47 m  Período de la masa convectiva - API 650 - E.3.3.2 T = 4.21 s  Coeficiente C2 C2 = 0.21    Coeficiente C1 C1 = 0.60    Altura ola (debe ser 30 cm menor que revancha)   = 0.50 m           

Solicitaciones sísmicas en la base          Momento volcante M = 2133.1 t m  Corte V = 444.3 t m           

Resistencia al volcamiento          API 650 - E5.1 wt = 1.110 t/m  API 650 - E4.1 wL = 3.194 t/m  API 650 - E5.1 M/(D2(wt+wL))

  = 1.9 anclar

           Resistencia al deslizamiento        

  Factor de seguridad (coeficiente de roce 0.5) FS = 2.6             

Tensiones en el manto          API 650 - E5.1(anclados), API 650 - E5.2 (sin anclajes)

b = 11.72  

    fa = 0.20    API 650 - E5.3 GHD2/t2 = 1.9E+06      Fa = 0.32 t/cm2

    fa/Fa = 0.62   

Cálculo de pernos de anclaje según API 650        

           Datos del estanque        

             Diámetro D = 16 m  Diámetro círculo de pernos Dcp = 16100 mm  Peso del manto Ws = 35.57 t   Peso del techo Wr = 20.23 t   Peso manto + techo W = 55.79 t            

Materiales                     Tensión de fluencia del acero Fy = 2.53 t/cm2

  Cantidad mínima de pernos N° mínimo = 17    Cantidad de pernos a usar N° pernos = 30             

Solicitaciones                     Momento sísmico M = 2133.1 t m           

Tensiones según API 650                     Anclaje necesario por unidad de circunsferencia (API 650 - E6.1)

  = 9.50 t/m

  Capacidad mínima necesaria por perno   = 15.91 t  Área de tracción requerida por perno Aperno = 7.86 cm2

  (diámetro mínimo 1")                       usar 30 pernos de 1 1/2 "

                

Cálculo de pernos de anclaje        

           Datos del estanque        

           

  Diámetro D = 16 m  Ancho anillo basal   = 200 mm  Diámetro de pernos sugerido Dcp = 16100 mm  Diámetro círculo de pernos Dcp = 16100 mm  Peso del manto Ws = 35.57 t   Peso del techo Wr = 20.23 t   Peso manto + techo W = 55.79 t            

Materiales                     n = Es/Ec n = 10    Tensión de fluencia del acero Fy = 2.53 t/cm2

  Cantidad mínima de pernos N° mínimo = 17    Cantidad de pernos a usar N° pernos = 24             

Solicitaciones                     Momento sísmico M = 2133.1 t m           

Tensiones                     Área de cada perno para primera iteración Aperno = 4.96 cm2

  Área de pernos distribuida en el anillo ts = 0.024 cm2/cm  fibra neutra inicial (iteración) k = 0.062    alfa   = 0.503    Cc   = 0.668    Ct   = 2.978    z   = 0.488    j   = 0.761    Fibra neutra final k = 0.062    Tensión de tracción en los pernos fs = 2451 kg/cm2

  Tensión de compresión en el hormigón fc = 16.17 kg/cm2

             Capacidad mínima necesaria por perno   = 12.16 t   Area de tracción requerida por perno Aperno = 6.01 cm2

  (diámetro mínimo 1")                       usar 24 pernos de 1 1/4 "