Tanque de reserva - Universidad Nacional de Moreno

OBRA :
Universidad Nacional de Moreno
ESTRUCTURA RESISTENTE
TANQUE DE RESERVA
TANQUE DE DOS CELDAS (con acceso lateral)
1) MATERIALES Y NORMAS
br=
b s=
Hormigón tipo: H21
Acero tipo: III - ADN420
Recubrimiento libre
175 kg/cm2
4200 kg/cm2
r=
210
2.5 cm
NORMAS DE APLICACIÓN:
CIRSOC 201
BIBLIOGRAFIA: Manual de cálculo de estructuras de Hº Aº, Ing. Pozzi Azzaro
Instituto del Cemento Portland Argentino.
2) GEOMETRIA
DATOS:
Lx =
Ly =
h=
h1 =
2.20
3.00
1.60
0.55
m
m
m
m (>=0.20 m)
PLANTA - SECCION HORIZONTAL
ef =
es =
et =
0.20
0.10
0.15
LOSA -TAB.
LT2 (grande)
et
LOSA-TAB.
LT1 (chica)
Dimensiones externas
Lx total
Ly total
H total
4.85
3.30
1.90
m
m
m
0,10
Lx
Ly
et
et
0,10
boca de acceso
50x50
SECCION VERTICAL
0,10 0,50 0,10
es
losa-tabique LT3
boca acceso
50 x 50
0,10
h
h1
ef
losa de fondo
CAPACIDAD (sin revancha) :
CAPACIDAD (con revancha de 10 cm) :
21.1
19.8
M3
M3
losa de techo
Losa-Tabique
LT1
3) ESQUEMA DE CALCULO
Losa LS
tapa
LT2(grande)
losa-tabique
losa-tabique
central LT3
boca de
acceso
60x60
Losa-tabique
LT1 (chica)
Losa de
fondo LF
LS: Losa superior, se calcula como losa S.A.en tres bordes y continua sobre el tabique central LT3.
LF: Losa de fondo, en sus cuatro bordes se considera parcialmente empotrada en las losa-tabique
LT1, LT2 y LT3
LT1 : Para empuje del agua contenida tiene un funcionamiento de losa empotrada elásticamente en sus lados
inferior y laterales, para cargas verticales funciona como viga de gran altura, idem para LT3.
LT2 : Para empuje del agua contenida tiene un funcionamiento de losa empotrada elásticamente en sus lados
inferior y laterales, para cargas verticales funciona como viga de gran altura.
4 ) CALCULO DE LA LOSA DE TAPA Ls
4.1) ESQUEMA DE CALCULO
borde SA
CONDICIONES DE BORDE
SA, E, SA, SA
My
borde SA
Ly= 3.15
Mx
Ly/Lx = 1.34
Lx/Ly = 0.75
borde continuo
Espesor e =
Lx = 2.35
borde SA
4,2) Análisis de cargas
g losa = g Hº x e =
sobrecarga p =
q=
g + p/2 =
p/2 =
240
150
390
315
75
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
kg/m2
10
cm
4.3) Solicitaciones
Reacciones:
De tabla T27
landa = 0.75
rx = 0.1660
rye = 0.6725
ry = 0.3770
Rx =
Rye =
Ry =
152
460
258
caso
kg/m
kg/m
kg/m
2
lx/ly<1
ls=
q*ls^2=
2.35
2154
(*1)
(*2)
(*3)
Momentos:
a) Momento de apoyo, de tabla 27, con q
mxe= -0.1070
Mxe =
-230
kgm/m
a) Momentos de tramo, de tablas 26 y 27, con p/2 y g+p/2, respectivamente
De tabla T26
mx=
0.0683
ls=
(con p/2)
my=
0.0298
(p/2) * ls^2=
Mx1 =
28
kg/m
My1 =
12
kg/m
De tabla T27
(con g + p/2)
mx=
my=
Mx1 =
My1 =
0.0471
0.0159
82
28
kg/m
kg/m
110
40
kg/m
kg/m
Mx = Mx1 + Mx2 =
My = My1 + My2 =
ls=
(g + p/2) * ls^2=
2.35
414
2.35
1740
`
4,4) Dimensionado:
d = 10 cm
br=
175 kg/cm2
b s=
4200 kg/cm2
h= 7
cm
b= 100 cm
Apoyo........
pos 16+29
M = 230 kgm/m
ms =
0.027
N= 0
w =
kg/m
0.048
MS= 230 kgm/m
A=
1.40
cm2
Amin=
0.88
cm2/m
tramo
s/x ..........
pos 24
M = 110 kgm/m
ms =
0.013
N= 0
w =
kg/m
0.023
MS= 110 kgm/m
A=
0.66
cm2
Amin=
0.88
cm2/m
tramo
s/y ..........
pos 23
M = 40
ms =
N= 0
w =
kg/m
0.008
MS= 40 kgm/m
A=
0.24
cm2
Amin=
0.88
cm2/m
kgm/m
0.005
5 ) CALCULO DE LA LOSA DE FONDO Lf
5.1) ESQUEMA DE CALCULO
SIEMPRE Lx > Ly
CONDICIONES DE BORDE
Semi empotrada
MYElf
MXElf
Ly= 3.15
MX
Ly/Lx = 1.34
MY
Espesor e =
20
cm
Lx = 2.35
5,2) Análisis de cargas
g losa = g Hº x e =
p agua = g w x h =
q=
480
1600
2080
kg/m2
kg/m2
kg/m2
5.3) Solicitaciones
Reacciones:
Si Lx>Ly
Rx = 0,25 x q x Ly x (2 x Lx-Ly)/Lx =
Ry = 0,25 x q x Ly
0
0
Si Ly >Lx
Rx = 0,25 x q x Lx
Ry = 0,25 x q x Lx x (2 x Ly-Lx)/Ly =
1222
1532
Rx =
Ry =
1222
1532
kg/m
kg/m
760
760
kgm/m
kgm/m
-1055
-1055
363
363
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
Momentos:
a) Como S.A.
De tabla T26
Ly/Lx = 1.34
mx = 0.0368
my = 0.0368
Mx1 = q x Ly^2 x mx =
My1 = q x Ly^2 x my =
b) Como perfectamente empotrada
De tabla T31
Ly/Lx = 1.34
mxe = -0.0511
mye = -0.0511
mx = 0.0176
my = 0.0176
Mxe = q x Ly^2 x mxe =
Mye = q x Ly^2 x mye =
Mx2 = q x Ly^2 x mx =
My2 = q x Ly^2 x my =
(*4)
(*5)
c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos)
Mxelf = (Mxe LF + Mxe LT2)/2=
Myelf = (Mye LF + Mxe LT1)/2=
Mx = Mx1-Mxelf*(Mx2-Mx1)/Mxe=
My = My1-Myelf*(My2-My1)/Mye=
-675
-654
506
514
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
5,4) Tracción:
Nx =
Ny =
581 kg/m
779 kg/m
(*6) o (*7) según b/h
(*8) o (*9) según b/h
5,4) Dimensionado:
d = 20 cm
br=
175 kg/cm2
b s=
4200 kg/cm2
h= 17 cm
b= 100 cm
Apoyo s/x ..........
pos 3+4
M = 675 kgm/m
ms =
0.013
N= 581 kg/m
w =
0.022
MS= 640 kgm/m
A=
1.83
cm2/m
Amin=
2.13
cm2/m
Apoyo s/y.....
pos 1+2
M = 654 kgm/m
ms =
0.012
N= 779 kg/m
w =
0.021
MS= 607 kgm/m
A=
1.83
cm2/m
Amin=
2.13
cm2/m
Tramo s/x.....
pos 3+4
M = 506 kgm/m
ms =
0.009
N= 581 kg/m
w =
0.016
MS= 471 kgm/m
A=
1.41
cm2/m
Amin=
2.13
cm2/m
Tramo s/y.....
pos 1+2
M = 514 kgm/m
ms =
0.009
N= 779 kg/m
w =
0.016
MS= 467 kgm/m
A=
1.48
cm2/m
Amin=
2.13
cm2/m
6 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE CHICA "LT1"
6.1) ESQUEMA DE CALCULO
CONDICIONES DE BORDE
Semi empotrada en los
laterales y el fondo, S.A. Arriba
MXE
h= 1.75
MX
b/h =
h/b =
MY
1.80
0.56
MYE
Espesor e =
q=1000xh
0.15
cm
b=Ly = 3.15
CALCULO COMO LOSA
q=1000*h =
1600
kg/m2
6,2) Solicitaciones
Reacciones: (aproximadas)
Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 =
Rxinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 / b =
Rxinf = 581 kg/m
Rlateral = 0,25 x q x h / 2 =
Rlateral = 1,30x 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 =
Rlateral = 560 kg/m
581
b>=h
kg/m
kg/m
(*6) b>=h
(*7) b<h
560
b>=h
Momentos:
a) Como S.A.
De tabla T40
landa =
mx =
my =
ls=
q * ls^2 =
Mx1 = q x Ls^2 x mx =
My1 = q x Ls^2 x my =
0.56
0.0126
0.0468
1.75
4900
b) Como perfectamente empotrada
De tabla T46
landa = 0.56
mxe = -0.0360
mye = -0.0603
mx = 0.0062
my = 0.0253
Mxe = q x Ls^2 x mxe =
Mye = q x Ls^2 x mye =
Mx2 = q x Ls^2 x mx =
My2 = q x Ls^2 x my =
caso
1
62
229
caso
-176
-295
30
124
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
1
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos)
MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2=
MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2=
Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe=
My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye=
6,3) Tracción:
Nx =
Ny =
350 kg/m
1532 kg/m
-173
-675
31
124
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
6,4) Dimensionado a flexotracción:
d = 15 cm
br=
175 kg/cm2
b s=
4200 kg/cm2
h= 12 cm
b= 100 cm
gm
Apoyo s/x ..........
pos 15+22
M = 173 kgm/m
ms =
0.006
N= 350 kg/m
w =
0.011
MS= 161 kgm/m
A=
0.71
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Apoyo s/y.....
pos 13 +A1
M = 675 kgm/m
ms = 0.012287180
N= 1532 kg/m
w =
0.022
MS= 621 kg
kgm/m
A=
2.18
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Tramo s/x.....
pos 14
M = 31
ms =
kgm/m
0.000
N= 350 kg/m
w =
0.001
MS= 19 kgm/m
A=
0.19
cm2
Amin=
1.50
cm2/m
Tramo s/y.....
pos 12
M = 124 kgm/m
ms =
0.001
N= 1532 kg/m
w =
0.002
MS= 70 kgm/m
A=
0.81
cm2
Amin=
1.50
cm2/m
6,5) Cálculo como viga pared:
pos 6
Análisis de cargas:
g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et =
p1 = Reacción losa tapa =
p2 = Reacción losa fondo (cuelga) =
q=
Solicitaciones:
RA = RB = q x Ly / 2 =
M = q x l^2 / 8 =
630
258
1532
2420 kg/m
3812 kg
3002 kgm
Dimensionado como viga pared:
z = 1.28 m
Z= M/z =
2339
kg
A = Z/sa =
0.97
cm2
6,6) Armadura de suspensión:
Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme
l>=
1.88
m
Anec = p2/sa =
0.64
cm2/m
sa = 2400 kg/cm2
7 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE CENTRAL "LT3"
T.1) ESQUEMA DE CALCULO
CONDICIONES DE BORDE
Semi empotrada en los
laterales y el fondo, S.A. Arriba
MXE
h= 1.75
MX
b/h =
h/b =
MY
1.80
0.56
MYE
Espesor e =
0.15
cm
b=Ly = 3.15
Como caso mas desfavorable de carga se considera el de una celda llena y una vacia
CALCULO COMO LOSA
q=1000xh
q=1000*h =
1600
kg/m2
7,2) Solicitaciones
Reacciones: (aproximadas)
Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 =
Rxinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 / b =
Rxinf = 581 kg/m
Rlateral = 0,25 x q x h / 2 =
Rlateral = 1,30x 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 =
Rlateral = 560 kg/m
Momentos:
a) Como S.A.
De tabla T40
landa =
mx =
my =
ls=
q * ls^2 =
Mx1 = q x Ls^2 x mx =
My1 = q x Ls^2 x my =
0.56
0.0126
0.0468
1.75
4900
b) Como perfectamente empotrada
De tabla T46
landa = 0.56
mxe = -0.0360
mye = -0.0603
mx = 0.0062
my = 0.0253
Mxe = q x Ls^2 x mxe =
Mye = q x Ls^2 x mye =
Mx2 = q x Ls^2 x mx =
My2 = q x Ls^2 x my =
581
b>=h
kg/m
kg/m
(*6) b>=h
(*7) b<h
560
b>=h
caso
1
62
229
caso
-176
-295
30
124
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
1
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos)
MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2=
MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2=
Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe=
My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye=
7,3) Tracción:
Nx =
Ny =
700 kg/m
3065 kg/m
-173
-675
31
124
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
7,4) Dimensionado a flexotracción:
d = 15 cm
br=
175 kg/cm2
b s=
4200 kg/cm2
h= 12 cm
b= 100 cm
Apoyo s/x ..........
pos 17+22
M = 173 kgm/m
ms =
0.006
N= 700 kg/m
w =
0.010
MS= 148 kgm/m
A=
0.81
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Apoyo s/y.....
pos 16+A2
M = 675 kgm/m
ms =
0.011
N= 3065 kg/m
w =
0.020
MS= 568 kgm/m
A=
2.68
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Tramo s/x.....
pos 17
M = 31
ms =
kgm/m
0.000
N= 700 kg/m
w =
0.000
MS= 6
A=
Amin=
Tramo s/y.....
pos 16
M = 124 kgm/m
ms =
0.000
N= 3065 kg/m
w =
0.001
MS= 17 kgm/m
A=
1.32
cm2
Amin=
1.50
cm2/m
7,5) Cálculo como viga pared:
pos 7
Análisis de cargas:
g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et =
p1 = Reacción losa tapa =
p2 = Reacción losa fondo (cuelga) =
q=
Solicitaciones:
RA = RB = q x Ly / 2 =
M = q x l^2 / 8 =
kgm/m
0.31
cm2
1.50
cm2/m
630
920
3065
4614 kg/m
7268 kg
5723 kgm
Dimensionado como viga pared:
z = 1.28 m
Z= M/z =
4460
kg
A = Z/sa =
1.86
cm2
7,6) Armadura de suspensión:
pos 16+A2
Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme
l>=
1.88
m
Anec = p2/sa =
1.28
cm2/m
sa = 2400 kg/cm2
8 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE GRANDE "LT2"
8.1) ESQUEMA DE CALCULO
CONDICIONES DE BORDE
Semi empotrada en los
laterales y el fondo, S.A. Arriba
MXE
h= 1.75
MX
b/h =
h/b =
MY
1.34
0.74
MYE
Espesor e =
q=1000xh
0.15
cm
b=Lx = 2.35
CALCULO COMO LOSA
q=1000*h =
1600
kg/m2
8,2) Solicitaciones
Reacciones: (aproximadas)
Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 =
Ryinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 =
Ryinf = 779 kg/m
Rlateral = 0,25 x q x h / 2 =
Rlateral = 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 =
Rlateral = 350 kg/m
779
b>=h
kg/m
kg/m
(*8) h<b
(*9) h>=b
350
b>=h
Momentos:
a) Como S.A.
De tabla T40
landa =
mx =
my =
ls=
q * ls^2 =
Mx1 = q x Ls^2 x mx =
My1 = q x Ls^2 x my =
0.74
0.0149
0.0369
1.75
4900
b) Como perfectamente empotrada
De tabla T46
landa = 0.74
mxe = -0.0346
mye = -0.0516
mx = 0.0089
my = 0.0179
Mxe = q x Ls^2 x mxe =
Mye = q x Ls^2 x mye =
Mx2 = q x Ls^2 x mx =
My2 = q x Ls^2 x my =
caso
1
73
181
caso
-170
-253
44
88
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
1
ly/lx<1
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos)
MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2=
MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2=
Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe=
My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye=
-173
-654
44
88
kgm/m
kgm/m
kgm/m
kgm/m
8,3) Tracción:
Nx =
Ny =
560 kg/m
1222 kg/m
8,4) Dimensionado a flexotraccion:
d = 15 cm
br=
175 kg/cm2
b s=
4200 kg/cm2
h= 12 cm
b= 100 cm
Apoyo s/x ..........
pos 21+22
M = 173 kgm/m
ms =
0.006
N= 560 kg/m
w =
0.011
MS= 153 kgm/m
A=
0.77
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Apoyo s/y.....
pos 19+A1
M = 654 kgm/m
ms =
0.012
N= 1222 kg/m
w =
0.021
MS= 611 kgm/m
A=
2.02
cm2/m
Amin=
1.50
cm2/m
Tramo s/x.....
pos 20
M = 44
ms =
kgm/m
0.000
N= 560 kg/m
w =
0.001
MS= 24 kgm/m
A=
0.29
cm2
Amin=
1.50
cm2/m
Tramo s/y.....
pos 18
M = 88
ms =
kgm/m
0.001
N= 1222 kg/m
w =
0.002
MS= 45 kgm/m
A=
0.62
cm2
Amin=
1.50
cm2/m
8,5) Cálculo como viga pared:
pos 8
L=
4.70
Análisis de cargas:
g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et =
p1 = Reacción losa tapa =
p2 = Reacción losa fondo (cuelga) =
q=
P = Reacc. Losa LT3 =
Solicitaciones:
RA = RB = q x L / 2 + P/2 =
M = q x l^2 / 8 + P x l /4 =
Dimensionado como viga pared:
z = 1.18 m
Z= M/z =
11886
kg
A = Z/sa =
4.95
cm2
m
630
152
1222
2004 kg/m
7268 kg
8344 kg
14073 kgm
sa = 2400 kg/cm2
8,6) Armadura de suspensión:
pos 19+A1
En zona de losa
Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme
l>=
1.48
m
Anec = p2/sa =
0.51
cm2/m
En zona de LT3
Anec = P/sa =
3.03
cm2
9) VERIFICACION DE ESTANQUEIDAD:
(Según el Cap, VIII,2,2 "VERIFICACION ESPECIAL" Del Manual de Cálculo de Estructuras de
Hormigón Armado, I.C.P., Ing. Pozzi Azzaro, pág. 308)
(Se verifica la losa de fondo por ser la más solicitada)
a) Determinación de la tensión de comparación:
Caso normal de estanqueidad:
sv =1,1
3
2
bcn
bcn =
sv =
210
38.9
kg/cm2
kg/cm2
b) Determinación del espesor ideal y verificación:
di = d (1 + sM/sN)
d=
20 cm
A=
W=
2000 cm2
6666.66667 cm3
s/x.................
Nx=
Mx=
581 kg/m
50587 kg cm/m
di =
Condición que debe cumplirse:
h *(sN +sM) <=
v s
14.2
38.9
<=
sN =
sM =
542
0.29 kg/cm2
7.59 kg/cm2
h = 1.8
CUMPLE
s/y.................
Ny=
My=
779 kg/m
51388 kg cm/m
di =
Condición que debe cumplirse:
h *(sN +sM) <=
v s
14.6
38.9
<=
sN =
sM =
416
CUMPLE
10) REACCIONES A LAS COLUMNAS:
R=
R=
12.2 t
11.6 t
Carga total del tanque:
(Con sobrecarga en losa de tapa)
(Sin sobrecarga en losa de tapa)
46.4
t
0.39 kg/cm2
7.71 kg/cm2
h = 1.8