Diseño Tanque Ferrocemento

Diseño de tanque de ferrocemento para almacenamiento de agua potable

Datos:

Vtanque = 80m3

Capacidad admisible del suelo,  = 3kg/cm2[pic 1]

1. Cálculo de las dimensiones del tanque

[pic 2]

Donde:

D: Diámetro externo.

H: Altura del tanque.

Imponer D y calcular H, D = 6.5 m:

[pic 3]

[pic 4]

Dimensiones constructivas:

Hconst = 2.5m

Dconst = 6.5m

Con las dimensiones constructivas de H y D, recalculamos el volumen y verificamos que el resultado sea aproximado al volumen que se desea construir.

[pic 5]

[pic 6]

1. Diseño de la losa

Datos:

[pic 7]

 [pic 8]

El tanque se va a construir en una zona sísmica y por seguridad se factora la carga del agua debido al sismo un 60%, por lo tanto, usamos un factor de mayoración de 1.6:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

La resistencia del suelo es de  , por lo tanto, el suelo es capaz de resistir la carga de , así que se debe considerar la cuantía mínima.[pic 15][pic 16]

2.1) Diseño a flexión

; [pic 17][pic 18]

[pic 19]

Analizar para 1m lineal, por lo tanto, b = 100cm.

Imponer un espesor de losa, d = 15cm.

[pic 20]

[pic 21]

Elegir la malla electrosoldada y la malla hexagonal:

[pic 22]

Tabla .- Malla Electrosoldada.

[pic 23]

Tabla .- Malla Hexagonal.

1. Diseño de las paredes

3.1) Método Elástico

Dividir en tres franjas iguales la altura del tanque con el fin de economizar acero de refuerzo y en cada franja calcular la respectiva fuerza que se encuentra actuando como se muestra en la Fig .

[pic 24]

Fig. .- Esquema de fuerzas actuantes.

Para el cálculo de las fuerzas actuantes, considerar .[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

3.1.1) Diseño Franjas

Calcular la carga de diseño, Fd.

[pic 35]

Suponer un factor de seguridad de un 40%, por lo tanto, fs = 1.4

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

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Diseño Franja 3

Realizar una primera aproximación, considerar .[pic 45]

[pic 46]

[pic 47]

[pic 48]

[pic 49]

Fig. .- Sección transversal de la pared.

 [cm2][pic 50]

Adoptar una sección de prueba, t x b.

Considerar .[pic 51]

[pic 52]

[pic 53]

Por lo tanto, asumimos t = 5 cm, por razones constructivas.

Seleccionar un tipo de malla y calcular el número de mallas que cumplan con todas las condiciones:

[pic 54]

Tabla .- Características y dimensiones de la malla entrelazada cuadrada.

Superficie específica

 [mm-1][pic 55]

[pic 56]

[pic 57]

[pic 58]

Asumir:

  Tracción directa. [pic 59]

  Resistencia del mortero a la tracción directa.[pic 60]

Remplazo:

[pic 61]

n = 3.91 mallas.

Escoger un valor entero para n.

n = 4 mallas.

Espaciamiento entre capas de mallas adecuado para acomodar el número requerido con su recubrimiento necesario

[pic 62]

Fig. .- Esquema de espaciamiento entre capas de mallas.

[pic 63]

Donde:

t: Espesor de la pared.

e: Espaciamiento entre mallas.

n: Número de mallas.

Considerar un ambiente agresivo, por lo tanto, asumir un recubrimiento = 5mm.

[pic 64]

  [pic 65]

Valor constructivo espaciamiento entre mallas, e = 13.5mm.

Comprobación de la superficie específica y volumen de refuerzo

Superficie específica

[pic 66]

[pic 67]

  “Cumple”[pic 68]

Volumen de refuerzo

[pic 69]

[pic 70]

  “Cumple”[pic 71]

Resistencia al agrietamiento

[pic 72]

[pic 73]

“Cumple”[pic 74]

Nota:

El objetivo de este método es encontrar el espesor de la pared “t” para la fuerza de diseño “Fd”, el cual debe cumplir con el esfuerzo de agrietamiento admisible, no es necesario diseñar para las franjas 1 y 2 ya que se obtuvieran diferentes espesores de pared para cada una, lo cual no es conveniente constructivamente.

Colocar 4 mallas entrelazadas cuadradas de las mismas características de las mencionadas anteriormente (Tabla), en toda la altura del tanque.

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