Memoria Revision de Tanque Concreto SR 24 Nov 2010

Revisión Estructural de Tanque de Abastecimiento de Agua Santa Rosa de Copan

Ing. Christian Pinto Panayotti M.Sc. S.E.

2

I. ANTECEDENTES

Se hizo la construcción del tanque el cual fue diseñado por mi persona ;en el transcurso de la

construcción del tanque surgieron ciertas fallas en la calidad del concreto y cambios del tipo de acero

con el cual había sido diseñado el tanque de abastecimiento de agua. Estos han sido reflejados en los

controles de calidad del concreto en las pruebas de concreto según las hojas enviadas a mi persona las

cuales se encuentran en los anexos de este informe.

Se cambió la resistencia del acero de 2800 kg/cm2 por acero de 4200 kg/cm2 para el límite de Fluencia

Fy.

En vista de que la resistencia del concreto diseñada era de 210 kg/cm2 o 3000 psi ,para las cuales no

dieron las resistencias del concreto pues estas andan en los rangos de 1900 – 2200 psi lo cual es

equivalente a 133.8 kg/cm2 – 154.99 kg/cm2, según las pruebas de los cilindros hechas en la

construcción del mismo a los 28 días.

Se hizo la consulta de que se podía hacer para determinar si el tanque funcionara de acuerdo a lo

diseñado; por lo que se recomendó antes de tomar cualquier decisión hacer unas pruebas con el

martillo Suizo para lo cual se contrató al ingeniero Héctor Manuel Bustillo de la empresa CONETSA en

donde los resultados de las pruebas de Martillo Suizo dieron resultados de 1885 – 3500 psi lo cual es

equivalente a 132.7 kg/cm2 – 246.5 kg/cm2.

II. INFORMACION GENERAL

Las Obras de ingeniería son diseñadas y calculadas para poder llenar ciertos requisitos mínimos; los

cuales están estipulados en los códigos de construcción y normas de diseño para tales fines.

En lo que nos ocupa; por haber sido la persona que diseño dicho Tanque de Almacenamiento de Agua a

ser construido por la Corporación Municipal de Santa Rosa de Copan puedo afirmar que este fue

diseñado de acuerdo a las normas de Construcción utilizadas a nivel mundial como ser el ACI, UBC 94 y

el Código Hondureño de la Construcción en su versión de 2008.



3

En vista de que se hizo el cambio de tipo de acero de grado 40 (2800 kg/cm2) a grado 60 (4200 kg/cm2)

sin tomar en cuenta la opinión del diseñador.

Que las pruebas tanto de los cilindros tomados en sitio durante la construcción del mismo y las pruebas

de Martillo Suizo dan los mismos valores inferiores de 133 kg/cm2 ; podemos afirmar que son válidos

pues de dos maneras aleatorias hemos encontrado el mismo valor como mínimo. Si podemos ver un

repunte de los valores máximos, lo cual consideramos son correctos también pero puede ser que la

muestra no fue representativa pues se tomaron más pruebas en los lugares en donde teníamos mayores

resistencias elevando así el promedio de resistencia de las mismas.

Es por esta razón que respetamos los límites inferiores pues han sido validados por dos sistemas

diferentes encontrando el mismo valor.

En las pruebas de los cilindros aparece una anotación bien interesante de la persona que llevo a cabo las

pruebas de los cilindros estudiados y claramente dice “Nota: Estos Cilindros a la hora del Ensayo que

estaban faltos de Cemento”. Observación sumamente importante para ser tomada en consideración.

III. INFORMACION TECNICA.

El cambio de grado de acero no fue o es una causa tan grave por haber sido cambiada; si ha afectado la

fluencia del diseño estructural Sísmico, pues a menor resistencia mayor deformación la que tendrá el

acero en el caso de un evento sísmico. Entre mayor deformación pueda tener el acero antes de su faya

mayor será la fluencia del mismo lo que permite un mejor comportamiento del Tanque en General. No

siempre es más seguro rigidizar un elemento para mejorar la capacidad de resistencia a fenómenos

dinámicos.

Sin embargo; la inclusión de una mayor resistencia de acero manteniendo las áreas diseñadas, en el caso

que nos ocupa ha reducido la solicitación de la resistencia del concreto para la cual fue diseñada siendo

esta menor de las 3000 psi o los 210 kg/cm2 tomados como valor de diseño.

Es por esta razón que a la hora de haberlo llenado encontramos que el tanque no ha tenido problema

alguno aun y cuando la resistencia del concreto es menor de la solicitada en el diseño.



4

Es por esta razón que hemos recurrido a dos tipos de análisis del tanque:

a. Un Modelo de Comportamiento del Concreto con las resistencias reales de los

resultados de laboratorio en donde utilizaremos 133 kg/cm2 para la resistencia ultima

del concreto y 4200 kg/cm2 como límite de fluencia del acero. Valores correspondientes

al estado actual del tanque en estudio.

b. Un modelo de Elementos Finitos para poder determinar las tensiones producidas al

interno de la estructura. Dicho modelo se llevara a cabo en el Programa Staad Pro 2007

en su versión 8i.

Con estos dos modelos podremos ver el comportamiento del concreto armado del tanque en cuanto a

las resistencias de los materiales y por los elementos finitos podremos encontrar las tensiones y valores

máximos de esfuerzos a los cuales estará sometido el tanque de acuerdo a las cargas consideradas.

Para ilustrar describiremos las consideraciones que tomaremos para la revisión del Tanque de Agua

Potable Como Construido por la Corporación Municipal de Santa Rosa de Copan.

i. Revisaremos los estados de carga para la estructura con los valores reales de la construcción del

tanque para ver su comportamiento ,en cuanto a flexión del mismo.

Se incluyen los cálculos hechos para el comportamiento del concreto del tanque con los valores de

laboratorio.

ii. Revisaremos mediante los análisis de Elementos Finitos, los valores de cortante en las paredes

del tanque de acuerdo a los valores reales de la construcción del tanque para ver si estas

cumplen con los valores aceptados como mínimo en los códigos de Construcción en nuestro país

así como el ACI y UBC 94.

Adjunto encontrara los análisis de los elementos finitos del tanque y sus valores correspondientes en el

tanque ,en ellos podemos apreciar los valores de las tensiones producidas por las cargas de servicio

tanto en sus valores de momento flector como cortante del mismo.

Se incluyen los resultados más importantes de los análisis.



5

IV. MEMORIA DE CALCULO DE REVISION DE TANQUE

Se incluyen los cálculos de las revisiones del comportamiento del concreto y tanque como construido.

a. Revisión de que el acero Fluya; para que el proyecto se encuentre dentro de una falla

balanceada.

b. Revisión para la resistencia de la estructura para las solicitaciones de Momento Flector.

c. Revisión para la resistencia de la estructura para las solicitaciones de Cortante.

d. Revisión para la resistencia de la estructura para las solicitaciones de Empuje por el

líquido en el tanque.

e. Gráficos de Tensiones en el tanque producidos por las cargas aplicadas en el tanque; por

el método de elementos finitos.



6



7



8



9



10



11



12

Modelo de Tanque a Ser Analizado en Staad Pro 2007, Elementos Finitos

Modelo de Cargas

enTanque



13

Esfuerzos Máximos



14

Valores de Momentos Máximos



15

Máximos SQx Y SQy

Valores de Cortante Máximos



16



17

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Después de revisados los estados de carga aplicados con las resistencias de los materiales

obtenidas de las pruebas de laboratorio y martillo suizo, al modelo del tanque número 2 de

abastecimiento de agua de Santa Rosa de Copan llegamos a las siguientes conclusiones.

a. Aun y cuando las resistencias del concreto no son las adecuadas; el tanque funcionara

estructuralmente.

b. El factor de seguridad del mismo en flexión es de un valor de 5% .

c. Las cargas de cortante también son ampliamente resistidas para el cortante producido

por la carga normal con líquido.

d. Si tenemos problemas con los esfuerzos de cortante a la hora de un evento sísmico y

empuje del líquido en las paredes del mismo pues los valores de cortante producidos

son ampliamente superados ; especialmente por la baja resistencia del concreto.



18

Como recomendación se pueden hacer la siguiente reparacion que tendrán el mismo efecto

para que el tanque llegue a trabajar correctamente para todas las condiciones de carga.

a. La inclusión de fibra de carbono en el primer metro del tanque la cual será colocada

por la parte exterior del tanque de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Se

adjunta el manual del Producto Sika ;pero puede ser cualquiera que tenga las

mismas especificaciones técnicas. Esta fibra será colocada por lo menos en los

primeros 70 centímetros del tanque a lo largo de toda su perímetro ,en una sola

capa.

VI. ANEXOS

Interpretación de resultados de acuerdo a análisis de elementos finitos.



19



20



21



22



23



24



25



26



27



28



29



30



31



32



33



34



35



36



37



38



39



40



41



42



43



44



45

Esta será la forma a utilizar el producto Sika Wrap + Sikadur 300; la cual será colocada sobre el anillo de

mampostería hasta una altura de 70 centímetros de la base hacia arriba en el tanque.

Es muy importante la colocación de esto por mano de obra calificada y aprobada por los productores y

representantes en nuestro país; pues no hay muchas personas con el conocimiento para su colocación.



46



47



48



49



50

Documents

Memoria Revision de Tanque Concreto SR 24 Nov 2010