57979329 Fundacion Tanque Anillo Seccion T P c

131GD03 (13/03/01)

PROYECTO: NOMBRE DEL PROYECTO ELABORADO: XX

CLIENTE: NOMBRE DEL CLIENTE TANQUE : REVISADO: XX FUNDACION ANULARESPECIALIDAD: ESTRUCTURAS T-XXXXXX FECHA: XX/XX/XX PARA TANQUES

CALCULOS ESTRUCTURALES PAGINA:

DISEO DE FUNDACION ANULAR PARA TANQUE CILINDRICO METALICO (Ref. PDVSA JA-221 y FJ-251. ANILLO SECCION T INVERTIDA)

DIAMETRO DEL TANQUE: d = 13.72 m ALTURA DEL TANQUE: H = 12.19 m PESO ESPECIFICO DEL LIQUIDO: 1,000 kg/m NIVEL MAXIMO DEL LIQUIDO: 11.58 m PESO PARED DEL TANQUE: Ws = 26,105 kg ALTURA CENTRO DE GRAVEDAD (CUERPO): Xs = 6.10 m PESO DEL TECHO DEL TANQUE: Wr = 6,959 kg ESPESOR PROMEDIO PAREDES DEL TANQUE: tm = 6.33 mm ESPESOR PLANCHA BASE DEL TANQUE: tb = 8.00 mm PESO UNITARIO DEL SUELO: 1,600 kg/m ANGULO DE FRICCION INTERNA DEL SUELO: = 30 CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO: Rs = 1.50 kg/cm MODULO DE BALASTO DEL SUELO: Kb = N/A RESISTENCIA A COMPRESION CONCRETO: f'c = 250 kg/cm PESO UNITARIO DEL CONCRETO: 2,500 kg/m RESISTENCIA A FLUENCIA ACERO REFUERZO: Fy = 4,200 kg/cm

12.1

9

11.5

8

13.72

1. DATOS PARA EL DISEO

L =HL =

s =

c =

X2

X1

W1

W2

masa flexible(efecto convectivo)

masa solidaria(efecto impulsivo)

131GD03 (13/03/01)




(Ref. Seccin 5, PDVSA FJ-251 Feb 99)

Pesos efectivos

Peso total del lquido:

1,711,013 kg

1.18

0.753

0.271

1,288,080 kg464,229 kg

Alturas efectivas

0.389

1 - 0.705

4.50 m8.17 m

(Ref. PDVSA JA-221 y FJ-251 Feb 99)

Parmetros que definen la zona ssmica

Ubicacin de la estructura: San Tom, Edo. Anzoategui

a* = 45 Figura 6.1 PDVSA JA-2214.2 Figura 6.2 PDVSA JA-221

Caractersticas del contenido y riesgos asociados

El contenido del tanque es: no inflamable

B Tabla 4.1 PDVSA JA-221

2. CALCULO DE PESOS y ALTURAS EFECTIVOS

W = pi d 2 H L L / 4 =

d / H L =

W1 / W = tanh (0,866 (d / H L)) = 0,866 (d / H L)

W2 / W = 0,23 (d / H L) tanh (3,67 / (d / H L)) =

W1 =W2 =

X1 / H L = 0,5 - 0,094(d / H L)) =

X2 / H L = cosh (3,67 / (d / H L)) - 1 =(3,67 / (d / H L)) senh (3,67 / (d / H L))

X1 =X2 =

3. CALCULO DE FUERZAS SISMICAS

cm/s2 =

Grado de Riesgo =

131GD03 (13/03/01)




Probabilidad de excedencia anual del movimiento ssmico de diseo

p1 = 0 Tabla 4.1 PDVSA JA-221

Aceleracin horizontal mxima del terreno

Ecuacin 6.1 PDVSA JA-221

a = 233.05 Ao = a / g Ecuacin 6.3 PDVSA JA-221

g = 981

Ao = 0.238

Valores que definen el espectro de respuesta

S2 Tabla 5.1 PDVSA JA-2211.0 idem2.6 Tabla 6.1 PDVSA JA-2210.2 s idem

T* = 0.8 s idem

Condicin inicial de anclaje asumida para el tanque

anclado

Coeficiente de amortiguamiento equivalente

a) Efecto impulsivo horizontal

0.03 Tabla 3.1 PDVSA FJ-251Ecuacin 6.4 PDVSA JA-221

3.026

b) Efecto convectivo

0.01 Tabla 3.1 PDVSA FJ-2514.523

a = a* ( -ln (1 - p1) ) -1/

cm/s2

cm/s2

Perfil de suelo = = = To =

Condicin de anclaje =

Nota: En el caso de " no anclado " esta condicin deber ser verificada en el clculo de la estabilidad

= * = / 2.3 (0.0853-0.739 ln )

* =

= * =

131GD03 (13/03/01)




Perodos de vibracin

a) Modo impulsivo horizontal

Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251

tm / 1000 (0,5d) = 0.000921.69

0.085 Figura 6.1 PDVSA FJ-2512,1*E06 kg/cm20.167 s

b) Efecto convectivo

Ecuacin 6.1 PDVSA FJ-251

3.881 s

Ordenadas de los espectros de diseo para la componente horizontal

para T > 3

Factor de ductilidad

D = 1 Seccin 3 PDVSA FJ-2510 Tabla 7.1 PDVSA JA-221

como debe cumplirse

0.20 s

a) Ordenada del espectro para el modo impulsivo horizontal

0.167 s0.640 < +

T1 = 1,762 (H L / K h) ( L / g*Es) 1/2

H L / 0,5d =K h =E s =

T1 =

T2 = 20 pi (d / 2g) 1/2

(1,84 tanh (1,84 H L / 0,5*d)) 1/2

T2 =

Ad = ( Ao (1 + T (* - 1)) / (1 + (T / T+)c (D - 1)) para T < T+Ad = Ao * / D para T+ T T*Ad = Ao * (T* / T) 0,8 / D para T* T 3Ad = ( Ao * / D) (T* / 3) 0,8 (3 / T) 2,1c = ( D / * ) 1/4

T+ = 0.1*( D - 1 ) =

T T+ T* entonces

T+ = To =

T1 =Ad1 =

131GD03 (13/03/01)




b) Ordenada del espectro para el modo convectivo horizontal

3.881 s0.217 > 3

Altura mxima de oscilacin del lquido

h = 1.43 m h > altura camara aire12.2 - 11.6 = 0.61 m AUMENTAR ALTURA DEL TANQUE

Fuerza cortante en la base del tanque

a) Modo impulsivo:

845,522 kg

b) Modo convectivo:

100,908 kg

c) Cortante Basal mximo probable:

V = 851,522 kg ( cortante ltimo )

d) Cortante Basal reducida en la base:

Vr = 0,8 V = 681,218 kg ( cortante de servicio )

Momento de volcamiento en la base del tanque

a) Modo impulsivo:

3,866,346 kg*m

b) Modo convectivo:

823,953 kg*m

c) Momento de volcamiento mximo probable:

M = 3,953,167 kg*m ( momento ltimo )

d) Momento de volcamiento reducido en la base:

T2 =Ad2 =

0,48*d*Ad2 =h (camara aire) =

V1 = Ad1 ( W1 + Ws + Wr )V1 =

V2 = Ad2 * W2V2 =

V = ( V1 2 + V2 2 ) 1/2

M1 = Ad1 ( W1*X1 + Ws*Xs + Wr*Xr )M1 =

M2 = Ad2 * W2*X2M2 =

M = ( M1 2 + M2 2 ) 1/2

131GD03 (13/03/01)




Mr = 0,8 M = 3,162,533 kg*m ( momento de servicio )

(Ref. UBC - 1994)

VELOCIDAD BASICA DEL VIENTO : V = 90 km/hr PRESION STANDARD A 10 m DE ALTURA : qs = 60 TIPO DE EXPOSICION : C COEFICIENTE DE PRESION : Cq = 0.80 Tabla 16-H COEFICIENTE COMBINADO : Ce = 1.19 FACTOR DE IMPORTANCIA : Iw = 1.00

Fuerza horizontal resultante en la pared del tanque :

167.23Fvh = 9,552 kg

Momento de volcamiento : M v = Fvh * H/2

M v = 58,228 kg*m

TABLA 16 - F

VELOCIDAD DE VIENTO mph ( km/hr ) 70 (113) 80 (129) 90 (145) 100 (160) 110 (177)PRESION qs ( kg/m2 ) 61.5 80.00 101.6 125.0 151.4

TABLA 16 - GCOEFICIENTE COMBINADO DE ALTURA, EXPOSICION Y RAFAGA (Ce)

ALTURA SOBRE EXPOSICION EXPOSICION EXPOSICION

EL SUELO (m) B C D

0.0 - 4.5 0.62 1.06 1.394.5 - 6.0 0.67 1.13 1.456.0 - 7.5 0.72 1.19 1.507.5 - 9.0 0.76 1.23 1.54

9.0 - 12.2 0.84 1.31 1.6212.2 - 18.3 0.95 1.43 1.7318.3 - 24.4 1.04 1.53 1.81

4. CALCULO DE FUERZAS DE VIENTO

kg/m2

Fvh = Ce * Cq * Iw * qs * A LA L = d * H = m2

PRESION STANDARD DE VIENTO A 10 m DE ALTURA ( qs )

131GD03 (13/03/01)




24.4 - 30.5 1.13 1.61 1.8830.5 - 36.6 1.20 1.67 1.9336.6 - 48.8 1.31 1.79 2.02

(Ref. PDVSA FJ-251 Feb 99)

Lmite elstico de la plancha base:

Fby = 2,533

Peso mximo del contenido que resiste el volcamiento

4,330 kg/m3,177 kg/m3,177 kg/m

767 kg/m

Factor de estabilidad

4.26 > 1,570.40 < 0,785

TANQUE INESTABLE. COLOCAR ANCLAJES Requerimiento de anclajes

C = 2*M / d*W Gua PDVSA 0603.1.203M = 3,162,533 kg*m GOBIERNA SISMOd = 13.72 m

W = Ws + Wr = 33,064 kgC = 13.95 > 0,66 SE REQUIEREN ANCLAJES

5. VERIFICACION DE LA ESTABILIDAD

kg/cm2

WL = 3,16 tb (Fby * G * HL) 1/2 =WL max = 20*G*HL*d =

WL =

Peso de tanque vaco por unidad de circunferencia ( solo pared y techo )

Wt = ( Ws + Wr ) / pi d =

SF = Mr / d2 ( Wt + WL )SF sismo = (tanque lleno => WL 0)SF viento = (tanque vaco => WL = 0)

6. DISEO DE PERNOS DE ANCLAJE

131GD03 (13/03/01)




SEPARACION MAXIMA DE ANCLAJES : 1.80 m NUMERO MINIMO DE ANCLAJES : 24 NUMERO DE ANCLAJES COLOCADOS : 32 DIAMETRO PERNOS DE ANCLAJE (min. 1") : 50.80 mm DIAMETRO CIRCULO DE PERNOS : 13.92 m CALIDAD DE PERNOS : A -307

Traccin en pernos de anclaje

Segn...Seccin 9.5 PDVSA FJ-251 :

20,632 kg/m-373 kg/m

Separacin entre pernos de anclaje :

1.37 m

Traccin mxima en cada perno :

28,188 kg

SegnGua PDVSA 0603.1.203 :

27,374 kg-510 kg

28,188 kg

Verificacin de esfuerzos mximos en pernos de anclaje

Esfuerzo de traccin :

20.2715.201,854

1.33*1400 = 1,862 OK

COLOCAR : 32 PERNOS 50.8 mm DIA. c / 1,366 mm

s max =Np min = pi d / s max =

Np =dp =dcp =

T uniforme = ( 1,273*Mr / d 2 ) - WtT sismo =T viento =

s p = pi dcp / Np =

T max = max T unif * s p =

T max = ( 4*M / Np *dcp ) - W / Np T sismo = T viento =

T max =

A p = cm2A (efectiva) = 0,75 Ap = cm2

ft act = T max / A ef = kg/cm2Ft adm = kg/cm2

131GD03 (13/03/01)




Dimensiones y propiedades geomtricas del anillo

ALTURA DEL ANILLO SOBRE EL TERRENO : 0.30 m ALTURA PEDESTAL (min 1.00) : 0.60 m ESPESOR ZAPATA (min 0.30) : 0.30 m ANCHO PEDESTAL (min 0.30) : 0.60 m ANCHO MINIMO PRELIMINAR ZAPATA :

0.15 m ANCHO SELECCIONADO ZAPATA : 2.20 m DIAMETRO EXTERNO DEL ANILLO : De = 15.92 m DIAMETRO INTERNO DEL ANILLO : Di = 11.52 m AREA DE LA BASE DEL ANILLO : A = 94.80 INERCIA BASE DEL ANILLO : 2,286.63 MODULO DE SECCION : S = 287.34

7. DISEO DE LA FUNDACION ANULAR

h t =h p =h z =b p =

b z ( min ) = 2 Wt / (L * HL + 2 (h p + h z)* (s - c)) =b z =

m2

I = m4

m3

EJEPARED TANQUE Y ANILLO DE

FUNDACION

131GD03 (13/03/01)




Verificacin de esfuerzos en el suelo

PESO DE PAREDES Y TECHO TANQUE : 767 kg/m PESO DEL LIQUIDO SOBRE EL ANILLO : 12,738 kg/m PESO DEL ANILLO DE CONCRETO : 2,550 kg/m PESO DEL RELLENO DE TIERRA : 1,152 kg/m MAX. COMPRESION EN LA BASE POR SISMO :

FACTOR DE ESTABILIDAD POR SISMO : 4.26k = N/A Figura 9.1 PDVSA FJ-251

21,400 kg/m

Clculo de esfuerzos en el suelo :

Cargas verticales (por unidad de longitud de circunferencia)

Wt 1 =Wt 2 =Wt 3 =Wt 5 =

= 1,273 M / d 2 cuando SF 0,785 tanques ancladosWt 4 = (Wt + WL) * k - WL cuando 0.785 < SF 1.50

= 1.49 (Wt + WL) / (1 - 0.637*SF) 1/2 - WL cuando 1.50 < SF 1.57

SF S =

Wt 4 =

Caso : Operacin (tanque lleno) : CP + F

h z

h p

h t


FUNDACION

b p

b z

131GD03 (13/03/01)




1.50

P = 741,465 kg

0.78 < 1.50 OK


1.33 * Rs = 2.00

P max = 38,607 kg/mP min = -4,192 kg/m

1.75 < 2.00 OK-0.19 TRACCION ACEPTABLE


P = 192,584 kgM = 66,825 kg*m

0.23 < 2.00 OK

0.18 OK

Diseo del acero de refuerzo

Presin horizontal interna del anillo :

0.500.90 m

5,535 kg/m

Traccin actuante en el anillo :

s (adm) = kg/cm2

s = P / A = Wi / A = pi * d ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 + Wt 5 ) / A

s = kg/cm2

Caso : Operacin + Sismo (tanque lleno) : CP + F + S

s (adm) = kg/cm2

s = P / A = Wi / b z = ( Wt 1 + Wt 2 + Wt 3 + Wt 4 + Wt 5 ) / b z

s max = kg/cm2

s min = kg/cm2

Caso : Tanque vaco + Viento : CP + V

s = P / A M / S

pi*d ( Wt 1 + Wt 3 + Wt 5 ) = M v + F v * ( hp + hz ) =

s max = kg/cm2

s min = kg/cm2

K o = 1 - sen =h o = h z + h p =

F = 1/2 * Ko * s * ho 2 + Ko * ho * L * H L =

131GD03 (13/03/01)




Tf = 1/2 * F * d = 37,959 kg (servicio)Tu = 1,7 * Tf = 64,530 kg (ltima)

Acero principal requerido por traccin :

Ash = Tu / 0,9 Fy = 17.07 cm13.50 cm

18.00 cm

Acero vertical requerido en cada cara (estribos) :

4.50 cm/m

Traccin admisible en el concreto:

37.50 kg/cm238,752 kg/cm

9.00

Traccin actuante :

4.76 kg/cm OK

Refuerzo inferior en zapata :

17,54916,319

0.80 m5,222 kg*m/m

Mu = 1.5 * M = 7,833 kg*m/m0.225 m

As inf = 9.57

Refuerzo superior en zapata :

1,2300.80 m394 kg*m/m

Mu = 1.5 * M = 590 kg*m/m0.250 m

As inf = 0.63

Ashmin = 0,0025 * h o * b p =

Ash colocado =

Asv = ( 0,0015*bp*100 ) / 2 =

fct adm = 0,15 f'c =E c = 15100*( f'c ) 1/2 =

n = E s / E c =

fct = ( 0,0003*Es*Ash + Tf ) / ( Ac + n Ash ) =

max = kg/m2

q = max - s (hp - ht) - c hz = kg/m2x = 0.5 ( bz - bp ) =

M = q x 2 / 2 =

d = hz - rec =cm2 / m

q = s (hp - ht) + c hz = kg/m2x = 0.5 ( bz - bp ) =

M = q x 2 / 2 =

d = hz - rec =cm2 / m

qx

q

x

131GD03 (13/03/01)




Refuerzo mnimo a flexin :

As min = 0.0018*100*d = 4.50

Chequeo por corte en zapata :

9,383 kg/mVu = 1.5 * V = 14,075 kg/m

16,027 kg/m OK

R ext = 7.96 mR int = 5.76 m

D = 13.72 mbp = 0.60 m

cm2 / m

V = q max ( x - d ) =

Vcu = 0.85*0.53*(f'c)1/2*b*d =

NORTE

PEDESTAL ANILLO DE FUNDACION

A

RANURA 3/4" x 1"(PROFxANCHO)

TIP. SON 4

EJE NOMINAL PARED DEL TANQUE

R int

R ext

COORDENADAS DEL CENTRO N : E :

DA

ZAPATA ANILLO DE FUNDACION

bp

131GD03 (13/03/01)




bz = 2.20 mhz = 0.30 mbp = 0.60 mhp = 0.60 mht = 0.30 mLe = 610 mm4*DIA(perno) = 205 mm

Le

_____ C / _____

_____ C / _____

h z

bz

0.30(min)h t

PLANTA


FUNDACION

h p

TANQUE

PEDESTAL ANILLO DE FUNDACION

SECCION A - A

RELLENO COMPACTADO AL 95% DE PROCTOR

0.05

____ ____ x VAR. C/

GROUTBISEL 2"x1" (HORxVERT)

MATERIAL DE RELLENO PERMEABLE GRANULAR Y NO CORROSIVO

BISEL 1"x1" (HORxVERT)

ZAPATA ANILLO DE FUNDACION

CONCRETO POBRE

bp _____ C / _____

( ) DIA. LONG.ASTM A-307 GALVANIZADO

4 b

131GD03 (13/03/01)

FUNDACION ANULARPARA TANQUES

masa flexible(efecto convectivo)

masa solidaria(efecto impulsivo)

131GD03 (13/03/01)


131GD03 (13/03/01)


h > altura camara aireAUMENTAR ALTURA DEL TANQUE

131GD03 (13/03/01)


131GD03 (13/03/01)


COORDENADAS DEL CENTRO N : E :

131GD03 (13/03/01)


4*DIA(perno) = 205 mm

RELLENO COMPACTADO AL 95% DE PROCTOR

diseo por PDVSA (REV. 1999)

Documents

57979329 Fundacion Tanque Anillo Seccion T P c