OBJETIVOS Calcular una cisterna para un edificio residencial en base a los datos iniciales impuestos por el profesor. Reforzar el tema de muros analizado en ctedras anteriores y en la presente con el fin de recordar conceptos y metodologas de clculo estudiadas anteriormente. Establecer un criterio en cuanto a la metodologa a seguir para realizar el clculo mencionado.INTRODUCCINEl objetivo del presente documento es proporcionar informacin y conceptos bsicos al estudiante respecto al diseo de una cisterna con paredes conformadas por muros de contencin mediante el desarrollo de una metodologa bsica, de fcil comprensin. Se adjunta adems el respectivo plano del diseo finalizado con el fin de visualizar con ms claridad el diseo realizado y ciertos componentes que forman parte del mismo.MARCO TERICOCISTERNAEs un reservorio de agua construido con bloques de cemento y concreto, el cual se reviste de cemento y se utiliza para almacenar aguas de escorrenta o aguas de los techos de las casas o almacenes. Hay casos que las cisternas son abastecidas con agua de acueductos comunitarios. Las cisternas o aljibes pueden estar construidas parcial o totalmente subterrneasMUROS DE CONTENCINLos muros de contencin son elementos constructivos cuya principal misin es servir de contencin, bien de un terreno natural, bien de u relleno artificial o de un elemento a almacenar. En los dos primeros casos el ejemplo tpico es el de un muro de sostenimiento de tierras, mientras que un ranero o una cisterna es un ejemplo del tercero.

ACERO DE ARMAZNSe emplea para dar forma a la estructura y sobre ella se colocan las capas de malla de alambre o refuerzo. La caracterstica del armazn es que los aceros que lo constituyen se distribuyen uniformemente y se separan hasta un mximo de 30 cm entre ellos, generalmente no son considerados como parte del refuerzo estructural, sino como varillas de separacin para los refuerzos de la malla. El dimetro de estos elementos, es mayor que el acero de refuerzo.ARMADURA DE REFUERZO Es el refuerzo total del sistema que puede estar conformado por la malla de refuerzo y el acero del armazn o solamente la primera. Generalmente se considera al acero del armazn como parte del refuerzo total cuando las separaciones de las varillas que lo conforman estn a no ms de 7,5 cm de centro a centro, como sucede en las estructuras como botes, embarcaciones, secciones tubulares, tanques, etc. Las varillas del armazn que son espaciadas ms all de esta distancia no son consideradas como parte del refuerzo total.DESCRIPCIN DEL CLCULOEn el presente trabajo se procedi a realizar el clculo de una cisterna para un edificio de 20 pisos, en el cul cada piso est conformado por 4 departamentos cada departamento tiene 2 dos dormitorios. Para cada dormitorio consideramos dos personas. La dotacin correspondiente a cada persona por tipo de edificacin, la encontramos en la Tabla 16.2 del Captulo 16, de la NEC-11, correspondiente a la NORMA HIDROSANITARIA NHE AGUA.Con la dotacin asignada procedemos a realizar el clculo del volumen de la cisterna, teniendo en cuenta que la altura ya est establecida y es de 2.5 m, para facilitar las tareas de opresin y mantenimiento, adems, debemos tener en cuenta que se ha pedido que la base de la bomba sea cuadrada.

Los datos del suelo son:DATOS DEL SUELO

PARMETROVALORUNIDAD

qadm20T/m2

fc240kg/cm2

suelo1.7T/m3

HA2.4T/m3

C1.2T/m2

Para el clculo de la tapa de la cisterna, consideramos el peso propio de la tapa y consideramos una carga viva asumida.Para el clculo de la base de la cisterna, solo consideramos la carga muerta, dentro de esta consideramos el peso del agua y el peso propio de la base.Para el clculo de las paredes consideramos la presin ejercida por el suelo.Siempre en el clculo, consideramos los elementos como empotrados, puesto que la cisterna debe fundirse monolticamente.CLCULOSDESCRIPCIN EDIFICIO

N PISOS20

N DEPARTAMENTOS/PISO2

N DORMITORIOS/DEPARTAMENTO4

N PERSONAS/DORMITORIO2

TOTAL PERSONAS320

DOTACIN

DOTACIN (ASIGNADA)250l/hab*da

VOLUMEN 80000l

VOLUMEN 80m3

DIMENSIONES DE LA CISTERNA CUADRADA

ALTURA2.5m

ANCHO6m

LARGO6m

CLCULO DE LA BASE DE LA CISTERNA

Por lo tanto la presin del suelo ser:

Con las tablas de Marcus, considerando empotrados los 4 bordes del pao, procedemos a calcular los momentos:

Compruebo antes de proceder a realizar los clculos, la altura mnima de la losa, y esta la sumo como altura de prediseo.

Considerando un recubrimiento de 7 cm, y para ser ms exacto en el clculo:

Realizamos el chequeo a flexin.

Realizamos chequeo a corte.

Y finalmente calculamos el acero:

Por lo tanto se proceder a colocar el acero mnimo, tanto arriba y abajo en las dos direcciones.

CLCULO DE LAS PAREDES DE LA CISTERNAEl coeficiente de la presin activa es:

Presin ejercida por el suelo:

La presin la mayoramos, considerando al peso del suelo como carga viva, para proceder a emplearlo en el clculo de los momentos.

Nota: Consideramos la condicin ms crtica al disear la cisterna, suponiendo que est vaca.

Diagrama de Carga:

Diagrama de Momento:

Nota: Para el diagrama de momento se considera los extremos de la pared como empotrado-empotrado.Diseo a flexin:

Calculo de reas de acero:

Colocar en la zona tensionada por el momento de -2.07 T*m.

Colocarlo como acero transversal en toda la pared.

Colocar en la zona a tensin causada por el momento de 0.89 T*m.

CLCULO DE LA LOSA SUPERIOR DE CISTERNA

Con las tablas de Marcus, considerando empotrados los 4 bordes del pao, procedemos a calcular los momentos:

Compruebo antes de proceder a realizar los clculos, la altura mnima de la losa, y esta la sumo como altura de prediseo.

Considerando un recubrimiento de 2.5 cm, y para ser ms exacto en el clculo:

Realizamos el chequeo a flexin.

Realizamos chequeo a corte.

Y finalmente calculamos el acero:

Por lo tanto se proceder a colocar el acero mnimo, tanto arriba y abajo en las dos direcciones.

Finalmente, Ver Anexos.CONCLUSIONESEl elemento estructural llamado Cisterna, debe garantizar la cantidad mnima de agua para satisfacer las necesidades de todos los ocupantes del edificio durante un da. El nmero de ocupantes del edificio, es de 320 personas, a las cuales se les ha asignado la dotacin de 250 l/(hab*da), para lo cual se ha procedido a realizar una cisterna de h*b*l=2.5 m*6 m*6 m.Las paredes y la losa superior e inferior de la cisterna para el clculo, he considerado como un total empotramiento debido a que la estructura, se la debe colar el hormign en el mismo da, para tener una estructura monoltica y evitar juntas fras que posteriormente causarn filtraciones de agua.Las paredes internas deben ser cubiertas con un impermeabilizante, o ya la dosificacin del hormign se lo debe realizar para que el hormign sea impermeable.Se debe dejar un espacio en la losa superior para la tapa sanitaria, que en este caso va a ser de 0.6m*0.6m. (Recomendaciones de norma)RECOMENDACIONESEs aconsejable instalar en el techo de la cisterna un tubo de ventilacin que permita la salida o ingreso de aire cuando entra o sale agua., para evitar procesos anaerobios dentro de la cisterna que contaminen el agua.La tapa sanitaria debe ser de 60*60 cm para facilitar el ingreso de una persona para operacin y mantenimiento.Se debe dar un acabado curvo dentro de la cisterna, a las uniones pared-losa y pared-pared, para evitar la acumulacin de sedimentos y evitar las concentraciones de esfuerzos.

BIBLIOGRAFAarq.com.mx. (22 de Enero de 2010). Recuperado el 07 de Julio de 2015, de arq.com.mx: http://documentos.arq.com.mx/Detalles/37347.html#.VafThvl_NBcIngeniera Real. (15 de Mayo de 2014). Recuperado el 05 de Julio de 2015, de Ingeniera Real: http://ingenieriareal.com/diseno-y-construccion-de-una-cisterna/NORMA HIDROSANITARIA NHE AGUA (2011), Captulo 16.