Tanque De Agua Elevado

DISEÑO TANQUE DE AGUA ELEVADO

CAPACIDAD 32m3 ALTURA 10.20m

1. GENERALIDADES

Este documento contiene el diseño estructural para la construcción de un tanque de agua de 32m3 de capacidad elevado a 10.2m sobre el nivel del terreno, el diseño está elaborado con base a los requerimientos especificados en el Titulo C.23 de la NSR10 para estructuras ambientales de concreto reforzado, y recomendaciones de la ACI350 .

2. CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO

2.1 Materiales:

Según recomendaciones del título C.23-C.4.1 de la NSR10, el grado de exposición mínimo al que debe resistir la estructura tiene categorías C para protección del acero de refuerzo y categoría P para requerimientos de baja permeabilidad del concreto, por lo que requiere una resistencia mínima a la compresión de 28Mpa-280kg/cm2-4000Psi, la relación Agua/Cemento no puede ser mayor a 0.45 en peso de material cementante, y se deben cumplir las recomendaciones sobre cantidades mínimas de material cementante en función del tamaño y tipo de agregados, (Se exige como requisito un diseño de mescla aprobado por la supervisión técnica e interventoría para los materiales utilizados en la elaboración del concreto con base a los requistos especificados en el titulo C.21 de la NSR10).

El acero de refuerzo debe cumplir los requisitos de la NTC2289 o (ASTM A706M) en barras corrugadas con fy=420Mpa-4200kg/cm2-60Ksi, el uso de mallas electro soldadas debe ser en barras de acero corrugadas NTC 2310 (ASTM A497M).

2.2 Geometría:

Para la estructura del tanque se define una geometría en planta con dimensiones libres de 4.50mx4.50m, y una altura interna de 1.60m. Según las recomendaciones de la ACI350, el espesor de las paredes de tanques con alturas menores a 2 m no puede ser menos de 200mm. Para lograr la altura del tanque de 10.2m, se define una estructura de pórticos de concreto reforzado conformado por vigas y columnas.

2.3Parámetros Geotécnicos:

Con base a las condiciones expresadas en el estudio de suelos, se recomienda una cimentación superficial en zapatas aisladas, con un nivel de desplante de 1.2m o nivel de fundación respecto a la cota actual del terreno; el esfuerzo admisible del suelo o capacidad portante está definido en no menos de 1.8kg/cm2 o 18kN/m2.

3. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE CARGAS.

3.1 Cargas Muertas.

Las cargas muertas hacen referencia a los efectos gravitacionales de todos los elementos permanentes del proyecto y son considerados en dos condiciones: los elementos estructurales y los elementos de la infraestructura.

El peso propio de los elementos estructurales, es evaluado directamente en el modelo a partir de la geometría y la densidad del material que los conforma (para concreto reforzado se considera una densidad de 2400kg/m3.

El peso de los elementos de la infraestructura del tanque hace referencia a elementos como las barandas metálicas y la escalera de acceso los cuales son evaluados como una carga lineal en el perímetro del tanque no mayor a 200kg/ml.

3.2 Cargas Vivas.

Se considera la necesidad de analizar una acción de cargas gravitacionales de tipo transitorio por el posible acceso de personal en la construcción del tanque y en el mantenimiento del mismo, esta carga es evaluada con un valor de 200kg/m2 en las superficies horizontales de la estructura, correspondiente a la losa de fondo del tanque y la losa superior del mismo.

3.2 Cargas Hidrostáticas.

Se consideran cargas hidrostáticas a la presión generada sobre las superficies que contendrán agua o el líquido para el cual está diseñado el tanque, el cual tiene una densidad de 1000kg/m3. Para la altura de las paredes del tanque se estima una columna de presión no mayor a 1.60m, generando una presión uniforme en la superficie de la losa de fondo del tanque de 1600kg/m2, y una presión triangular en las paredes del tanque con valor igual desde 1600kg/m2 hasta 0kg/m2.

3.2 Cargas Hidrodinámicas.

Para este proyecto se consideran despreciables los efectos dinámicos del fluido debido a la baja complejidad y poco tamaño del estanque, lo que permite evaluar los efectos dinámicos del fluido como carga Pseudo-Estatica, donde la masa del fluido esta acoplada al sistema estructural comportándose como un cuerpo rígido y generando un efecto únicamente impulsivo. Es decir que se desprecia el efecto conectivo que se pueda presentar.

3.2 Cargas Sísmicas.

Las cargas sísmicas son evaluadas por el método de la Fuerza Horizontal equivalente, a partir de la masa del sistema y la aceleración .

Para el municipio de Paz de Ariporo y según las consideraciones del estudio de suelos, los parámetros sísmicos de diseño son:

Grupo de Uso IV

Coeficiente de Importancia (I) 1.5

Aceleración horizontal Pico efectiva (Aa) 0.20 para el rango de periodos cortos

Aceleración horizontal Pico efectiva (Av) 0.15 para el rango de periodos intermedios

Aceleración Pico efectiva para el umbral de daño (Ad) 0.02

Aceleración Pico efectiva reducida (Ae) 0.04

Amplificación del suelo para zonas de periodos cortos del espectro (Fa) 1.60

Amplificación del suelo para zonas de periodos intermedios del espectro (Fv) 2.20

5. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

5.1 Método de diseño.

El método de diseño empleado es el de estado límite de resistencia, contemplado en el titulo

5.2 Combinaciones de Carga.

Para el estado límite de resistencia se evaluara el primer grupo de carga establecido en el CCDSP.

Factor ϒ= 1.3 (Aplicado en el grupo 1 de cargas del Código)

Factor β:

Para carga muerta β=1

Para carga Viva + Impacto β=1.6

La carga Viva + Impacto (L+I) debe estar multiplicada por el factor rueda.

Combinación Final

Vu=1.3(VD+ 1.67(V(L+I)*Fr) para el cortante último.

Mu=1.3(MD+ 1.67(M(L+I)*Fr) para el momento último.

5.3 Diseño de la Losa o Tablero

Diseño a Flexión de la losa o tablero.

Con base a las solicitaciones nominales obtenidas en el análisis de cargas efectuado en este documento en el numeral 4.1. Se procede a realizar el diseño de los elementos de concreto reforzado, por el método de Estados Limite de resistencia, este método evalúa los estados de carga últimos a través de coeficientes de incremento de carga, según la

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