DISEODISE+O ESTRUCTURAL RESERVORIO CIRCULAR DE 09.00 m3I. GEOMETRA DEL RESERVORIO TIPO CIRCULARV (cientos de miles m3)KADOPTADOSVolumen:9.00 m3032Borde libre:0.30 m461.8Altura del agua h:1.40 m791.5Dimetro interno (D):3.00 m10131.3Altura ingreso de tubera0.20 m14161Peralte viga de borde0.15 m170.7Altura Interna (H):1.70 m0Altura total la pared:1.85 mEsbeltez2.14 mOKVolumen Final9.19 mOK1/2175P.e. del concreto (c):2.40 Tn/m33/4210Gravedad:9.81 m/s21245Resistencia del concreto:2101 1/4280Mdulo de Elasticidad:E+= 218820 Kg/cm21 1/2Mdulo de Poisson:0.202Espesor del Techo :0.152 1/2RESERVORIO APOYADO CIRCULAR400.053II. CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELO SEGN TERZAGHI =17.0 (ngulo de friccin interna del suelo)PV.natural =1620Kg / m3 =0.00162Kg / cm3C =0.39B =1.00m =100cmZ =0.50m =50cmSegn grfico de Terzaghi tenemos :a) Factores de Capacidad de CargaNc =12.340Nq =4.77Nw =3.53qd = qc / csCs =3.001) Cimentacin Corridaq=PVxZC1 qc =5.44 Kg/cmt =1.81 Kg/cm2) Cimentacin CuadradaC2 qc =6.82 Kg/cmt =2.27 Kg/cm3) Cimentacin CircularC3 qc =6.76 Kg/cmt =2.25 Kg/cmqd =1.81 Kg/cmTt =1.00 Kg/cmComo se cuenta con ensayo de suelos emplearemos el valor proporcionadoIII. DISEO DE LA PARED DEL RESERVORIO1. PREDIMENSIONAMIENTO DE LA PAREDEl Empuje del agua en las paredes de un reservorio circular muestra la siguiente distribucin de fuerzas:0.30 ma) Clculo del Empuje del agua:1.40 m1Wu= 1.65*1.7*W=Wu= 2.81 Tn/m3H= 1.40 mE=0.98 TnT=ExD/2b) Predimensionamiento del espesor de la pared ( e )f'c=210 Kg/cmfy=4200 Kg/cm =0.65(Del RNE)t=12.53e=2.3505586592Adoptamos:e=0.150 mFacilitar proceso constructivo2. PREDIMENSIONAMIENTO DEL TECHOr=0.025 mec=0.075 m(Se considera entre 7 y 10 cm.)ec=0.100 mFacilitar proceso constructivo3. PREDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA DE FONDO(RNE 2009)h=3/20=0.150 m4. PREDIMENSIONAMIENTO DEL ANILLO O VIGA CIRCUNFERENCIALa) Peralte de la vigaDimetro Interno:3.00 m(Considerando la mitad del reservorio)(RNE 2009)h=3/20=0.15 m(Adoptado)b) Ancho de la viga(RNE 2009)b=3/20=0.15 m(Adoptado)COMBINACIN DE CARGAEmplearemos las siguientes combinaciones, recordemos que la carga wu, presin del agua (considerada como carga viva). Para el diseo por las envolventes debe ser amplificada por el coeficiente 1.65 para traccion, 1.3 para flexion y 1.0 para compresion:COM1= INERCIA + IMPULSIVACOM2= COMB1 + CONVECTIVACOM3= 1.4CM + 1.4PH + 1.7CVCOMB4= 1.25CM + 1.25PH + 1.25CVCOMB5= 1.25CM + 1.25PH + 1.25PH - INERCIA - IMPULSIVA - CONVECTIVACOMB6= 1.25CM + 1.25PH + 1.25PH + INERCIA + IMPULSIVA + CONVECTIVAENVOL-COMP.= COMB1+COMB2+.+COM5+COM6ENVOL-TRACC.= 1.65(COMB1+COMB2+.+COM5+COM6)ENVOL-FLEXION.= 1.30 (COMB1+COMB2+.+COM5+COM6)VI. DISEO DEL ACERO EN LA SUPER ESTRUCTURAa) Diseo de la Pared del Reservorio-) DISEO ESTRUCTURAL POR FUERZA ANULAR - CARA EXTERNAT=16.76 Tn/mPmin=0.002As=4.43 cmb=100.00 cmt=0.15 mre= 2.5 cmd=12.50 cmAsh mnimo=2.50 cm2- ESPACIAMIENTO DEL ACERO ANULAR INTERNOCONSIDERANDO =1/2 Ab =1.27 cmS=100xAb/AsS=25.00 cm1/225Acero Horizontal en la Cara Externa y en la Cara Interna|-) DISEO ESTRUCTURAL POR FUERZA ANULAR - CARA EXTERNAT=0.00 Tn/mPmin=0.002As=0.00 cmb=100.00 cmt=0.15 mre= 2.5 cmd=12.50 cmAsh mnimo=2.50 cm2- ESPACIAMIENTO DEL ACERO ANULAR EXTERNOCONSIDERANDO =3/8 Ab =0.71 cmS=100xAb/AsS=25.00 cm3/825Comprobacin del espesor de la pared:C=0.0003fct=21 Kg/cmfs=2520 Kg/cmEc=218819.79 Kg/cm2t=0.09 cmOkEs=2000000 Kg/cmn=9.14-) DISEO ESTRUCTURAL POR MOMENTO FLEXIONANTE CARA INTERNAMr mx = K b d^2d =12.5recubrimi =2.5DECRIP.FLEXION =0.90Mu (-) =1.14 Tn/mb =100W =0.03952d =12.5 =0.00198OK!fc =210 Kg/cmb=0.0216fy =4200 Kg/cmmin =0.00200Ku mx = 49.53 Kg/cmmax=0.01620Mr mx =6.97 Tn/mAs (+)=2.50 cm2Ok, cumpleDIAM.1/2Abarra1.27 cm2Espac. S=30 cmAs (-) =1/2@ 25 cmAcero Vertical hasta-Cara Interna-) DISEO ESTRUCTURAL POR MOMENTO FLEXIONANTE CARA EXTERNAMr mx = K b d^2d =12.5recubrimi =2.5DECRIP.FLEXION =0.90Mu (+) =1.01 Tn/mb =100W =0.03492d =12.5 =0.00175OK!fc =210 Kg/cmb=0.0216fy =4200 Kg/cmrt =0.00200Ku mx = 49.53 Kg/cmmax=0.01620Mr mx =6.97 Tn/mAs (+)=2.50 cm2Ok, cumpleDIAM.1/2Abarra1.27 cm2Espac. S=30 cmAs (+) =1/2@ 25 cmAcero Vertical hasta una Altura H-Cara Externa-) VERIFICACIN DEL CORTANTE EN LA PARED DEL RESERVORIOCortante Positivo (V):4.38 Tn/mCortante Negativo (V):5.07 Tn/mVc = 0.53 ((fc)^(1/2)) b d =0.75Vc =7.20TnVc =7.20Tn >Vu. =5.07TnOK, La seccin no necesita refuerzo por corte (Diseo de estribos)b) Diseo de la viga anular superior-) ACERO LONGITUDINAL INTERNO EN VIGA ANULART=8.45 Tn/mPmin=0.00242As=2.87 cmb'=15.00 cmh'=0.15 mre= 2.5 cmd=12.50 cmAsh mnimo=0.45 cm2As=2.87 cm111/21/21.27 cm1.27 cmrea total = 2.54 cmOK!-) ACERO LONGITUDINAL EXTERNO EN VIGA ANULART=2.11 Tn/mPmin=0.00242As=0.72 cmb'=15.00 cmh'=0.15 mre= 2.5 cmd=12.50 cmAsh mnimo=0.45 cm2As=0.72 cm113/83/80.71 cm0.71 cmrea total = 1.42 cmOK!-) ACERO POR CORTANTE EN VIGA ANULARVdu=1.840 TnVc=1.440 TnVs=1.013 TnNecesita estribosVsVu. =1.01TnOK, La seccin no necesita refuerzo por corte (Diseo de estribos)VII. DISEO DEL ACERO EN LA SUB ESTRUCTURAa) Diseo del Cimiento Corrido1. PREDIMENSIONAMIENTOCapacidad Portante:1.00Como se cuenta con ensayo de suelos emplearemos el valor proporcionado0.15 m* Ancho de Cimentacin : ( B )Asumimos:1.85 mB =0.50mOK1.40 m* Ancho de punta : ( D )0.50Consideramos :B/3=0.170.15 m0.20 mB/4=0.125D =0.15m0.30 mB* Peralte de punta : ( t )0.50 mt=0.30mREA DE INFLUENCIA DE LAS REACCIONES:N Divisiones=32Dimetro Interno=3.00 mDimetro Externo=3.30 mrea para Reacciones=0.05 m2Mediante el programa SAP2000, obtenemos las siguientes reacciones por servicio:RD=0.25 TnReaccin por Carga MuertaRL=0.02 TnReaccin por Carga VivaPH=0.31 TnReaccin por Presion PHMV=0.11 Tn-mMomento Resultante de Volteo a Nivel de la BaseCLCULO DEL MOMENTO ESTABILIZANTE RESPECTO a BP.V. Suelo=1.62 Tn/m3p.e. C=2.40 Tn/m3Wu (Agua):1.65 Tn/m3(Factor Sanitario)DESCRIPCINreaDistanciaREA X P.EFactorFuerzaMomento10.0750.0750.1221.250.1520.01120.1500.2500.3601.250.4500.11330.2800.4000.4621.250.5780.231RD (Por ml)0.2250.4141.250.5180.116RL (por ml)0.2250.0651.250.0810.018PH (por ml)0.2250.5131.250.6420.144SUMA2.4200.634CLCULO DE LA EXCENTRICIDADe = B/2 -(ME - MV)/Sum Fve =0.033m* Excentricidad maxima :e mx = B / 6e mx. =0.10me =0.03< e. mx =0.1>e...!O.K.ESFUERZO A NIVEL DE CIMENTACION :T = (1 * Sum FV / B ) + - (6 * Sum FV * e ) / B^2Tmx =0.678Kg / cm2 < Tt0>0...!O.K.2. DISEO DEL TALNSegn triangulo de esfuerzos tenemos :( T mx - T min ) / B = ( TH - T min. ) / D'Despejando TH :TH =0.445Kg / cm2Clculo de la Carga y Esfuerzos ejercidos en el Taln"TALON"0.30 mW1=3.79 Tn/m(Hacia Abajo)B= 0.50 mM1=W1xD'2/2=0.08 Tn-m0.300.2V1=W1XD'=0.76 TnTminTmxTHClculo del Momento y el Cortante Producidos por el Diagrama de PresionesD'=20.00 cmM2=0.07 Tn-mV2=0.73 TnMomento ltimo de DiseoMu=lM2-M1l=0.01 Tn-mDebido a que M1>M2 Se colocar el acero en la cara superiorDECRIP.FLEXIONMr mx = K b d^2Mu (+) =0.01 Tn-md =12.5W =0.00012r.e=4 =0.00001OK! =0.90b=0.0216b =100min =0.00180ACI - 318-11d =26max=0.01620fc =210 Kg/cmAs (+)=4.68 cm2fy =4200 Kg/cmDIAM.3/8Ku mx = 49.53 Kg/cmAbarra0.71 cm2Mr mx =30.13 Tn/mEspac. S=15 cmOk, cumpleAs (+) =3/8@ 15 cm3. DISEO DE LA PUNTASegn triangulo de esfuerzos tenemos :( T mx - T min ) / B = ( T3 - T min. ) / (B-D")Despejando TH :T3 =0.562Kg / cm2Clculo de la Carga y Esfuerzos ejercidos en el Taln"PUNTA"0.30 mW1=1.91 Tn/m(Hacia Abajo)B= 0.50 mM1=W1xD"2/2=0.02 Tn-m0.150.35V1=W1XD"=0.29 TnT3TminTmxClculo del Momento y el Cortante Producidos por el Diagrama de PresionesD"=15.00 cmM2=0.07 Tn-mV2=0.93 TnMomento ltimo de DiseoMu=lM2-M1l=0.10 Tn-mDebido a que M2>M1, se colocar el acero en la cara inferiorDECRIP.FLEXIONMr mx = K b d^2Mu (+) =0.10 Tn-md =12.5W =0.00105r.e=7.5 =0.00005OK! =0.90b=0.0216b =100min =0.00180ACI - 318-11d =22.5max=0.01620fc =210 Kg/cmAs (+)=4.05 cm2fy =4200 Kg/cmDIAM.3/8Ku mx = 49.53 Kg/cmAbarra0.71 cm2Mr mx =22.57 Tn/mEspac. S=15 cmOk, cumpleAs (+) =3/8@ 15 cmAREA DE ACERO POR REPARTICION :Asrp = 0.0025 b d /2= 2.81 cm2Asrp =2.81cm^2- ESPACIAMIENTO DEL ACERO :CONSIDERANDO =3/8 Ab =0.71 cmS =25.24cmConsideramos s =25.00cm3/8254. VERIFICACIN DEL CORTANTE-) Cortante Mximo Resistente del ConcretoVc = 0.53 ((fc)^(1/2)) b dVu=0.93 Tnr.e=7.5 =0.75b =100Vc =12.96Tnd =22.5fc =210 Kg/cmVc =12.96Tn >Vu. =0.93TnOK, La seccin no necesita refuerzo por corte (Diseo de estribos)b) Diseo de la Losa de FondoSe disear como si fuera una losa simplemente apoyada con la luz igual al dimetro interno, sin embargo, debido a que no existen excentricidades por fuerzas de volteo a nivel del suelo, nicamente debern verificarse que los esfuerzos producidos en el mismo no sean mayores a su capacidad portante. Para ello se realizarn los metrados considerando las cargas distribuidas en 1 metro cuadrado.2.60 mp.e CA=2.40 Tn/m3Ancho de influencia:100A) POR CARGA MUERTAe. losa:0.15 mPeso propio:0.36 Tn/m2Piso terminado:0.10 Tn/m20.46 Tn/m2B) POR CARGA VIVAPeso del agua=1.40 Tn/m2C) CARGA LTIMA FACTORADAWu=1.4xCD+1.7xCVWu=3.02 Tn/m2Verificamos los esfuerzos admisibles del suelo:T = (1 * Sum FV / B )Tt =1.00Kg / cm^2Tmx =0.302Kg / cm2