MEMORIADECLCULOESTRUCTURALRESERVORIO220M3(T1)PROYECTO:INSTALACIONDELSISTEMADEAGUAPOTABLEYSANEAMIENTOBASICOENLOSC.P.YSECTORRURALDECARATA,LLACHAHUI,JOCHISANFRANCISCO,ANGELCARATAYARROYO,QUEATTA,POJSIN,PUTUCUNI,CANDILE,CHINCHE,LLUCOMDYCOATASI,DISTRITODECOATAPUNOPUNO".
CONTENIDOI. GENERALIDADES................................................................................................................5
1.1.NORMASEMPLEADAS.......................................................................................................51.2.ESPECIFICACIONESMATERIALESEMPLEADOS...............................................................6
1.2.1. CONCRETO:.........................................................................................................61.2.2. CEMENTO:..........................................................................................................61.2.3. ACEROCORRUGADO(ASTMA605):...................................................................61.2.4. ALBAILERIA:......................................................................................................61.2.5. RECUBRIMIENTOSMNIMOS(r):........................................................................7
1.3.CARACTERISTICASDELTERRENOYCONSIDERACIONESENLACIMENTACION..................71.3.1. CIMENTACIONSUPERFICIAL:..............................................................................7
II. IDENTIFICACION................................................................................................................82.1.ESTRUCTURACION.............................................................................................................8
2.1.1. RESEADELSISTEMAESTRUTURALPROPUESTO:.............................................82.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO:.................................................................................8
2.2.INTERPRETACIONESTRUCTURAL....................................................................................132.3.ARQUITECTURAYCONFIGURACIONGEOMETRICA.........................................................14
III. ESTADOSDECARGASYCOMBINACIONESDECARGAS.....................................................153.1.ESPECTRODEDISEO......................................................................................................153.2.ESTADOSDECARGAS.......................................................................................................163.3.COMBINACIONESDECARGAS.........................................................................................17
IV. ANALISISSISMICOS..........................................................................................................174.1.ANALISISESTATICO..........................................................................................................174.2.ANALISISDINAMICO........................................................................................................19
V. VERIFICACIONDEDERIVASYCORTANTES........................................................................21VI. DISEODECOMPONENTESDECA................................................................................22
5.1.DISEODECUPULA,MUROSYLOSADEFONDO.............................................................22VII.ANEXO.............................................................................................................................35
INDICEDETABLASTablaN1:Volumendelreservoriodelproyecto...............................................................9TablaN2:DimensionesdelreservorioT1......................................................................10TablaN3:DimensionesdelacpuladelreservorioT1..................................................11TablaN4:DimensionesdelaVigadeapoyodelreservorioT1......................................12TablaN5:Parmetrosssmicosdelazonadelproyecto.................................................15TablaN6:Distribucindelasfuerzas..............................................................................19TablaN7:Derivasporsismo............................................................................................21TablaN8:Cortantedinmico...........................................................................................21TablaN9:Cortanteesttico.............................................................................................21TablaN10:EsfuerzosmeridionalNyparalelaNq........................................................22TablaN11:Datosdelacpula.........................................................................................24TablaN12:Refuerzoradialdelacpula..........................................................................24TablaN13:Refuerzotangencialdelacpula..................................................................25TablaN14:Datosdelazonadeensanchedelacpula..................................................26TablaN15:Datosdelavigasuperior...............................................................................28TablaN16:Refuerzoportorsinycortedelavigasuperior..........................................28TablaN17:Refuerzolongitudinaldelavigasuperior.....................................................29TablaN18:Refuerzoanularenambascarasdelmuro...................................................30TablaN19:Refuerzoporflexin(vertical)encarainteriordelmuro.............................31TablaN20:Caractersticasdelmaterialysueloparalosadefondo...............................32TablaN21:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.......................................33TablaN22:Refuerzoradialytangencialdelalosadefondo.........................................33TablaN23:Dimensinyverificacindeesfuerzosenlazapatacontinua......................34TablaN24:RefuerzoLongitudinalytransversaldelazapatacontinua..........................35
INDICEDEFIGURASFiguraN1:AlturadelreservorioT1................................................................................10FiguraN2:DimetrodelreservorioT1...........................................................................11FiguraN3:DimensionesdelacimentacincorridadelreservorioT1...........................12FiguraN4:EstructuracinfinaldelreservorioT1..........................................................12FiguraN5:ModelodelfinaldelreservorioT1...............................................................13FiguraN6:ReservoriodelazonaaltaT1........................................................................14FiguraN7:Espectrodediseoparaelreservorio...........................................................15FiguraN8:Cargasenelreservorio..................................................................................16FiguraN9:Fuerzasconvectivas,impulsivasypresindelaguaenelreservorio............16FiguraN10:Combinacindecargasdediseo...............................................................17FiguraN11:Modelohidrodinmicodelreservorio.........................................................18FiguraN12:Presinhidrostticadelreservorio..............................................................18FiguraN13:Distribucindefuerzasporsismoenelreservorio.....................................19FiguraN14:Distribucindefuerzasporsismoenelreservorio.....................................20FiguraN15:Fuerzadetraccinradialcpula..................................................................23FiguraN16:Fuerzaverticalyhorizontalvigasuperior....................................................27FiguraN17:Tensinymomentoverticaldelmuro.........................................................29FiguraN18:DiagramadeTensinenelmuro.................................................................30FiguraN19:DiagramadeMomentoenelmuro.............................................................30FiguraN20:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.......................................32FiguraN21:Refuerzoradialytangencialdelazapataylosadefondo..........................35
I. GENERALIDADES.LapresentememoriacorrespondealanlisisssmicoycalculoestructuraldelproyectoINSTALACIONDELSISTEMADEAGUAPOTABLEYSANEAMIENTOBASICOENLOSC.P.YSECTOR RURALDE CARATA, LLACHAHUI, JOCHI SAN FRANCISCO, ANGEL CARATA YARROYO, QUEATTA, POJSIN, PUTUCUNI, CANDILE, CHINCHE, LLUCO MD Y COATASI,DISTRITODECOATAPUNOPUNO".,paralamunicipalidaddistritaldeCoata.LaestructuraesdesaneamientodeprimeracategoraconubicacinenlalocalidaddeCoata, provincia de Puno y departamento de Puno y consta segn solicitud de unreservorioparaaguapotable,conmurocircular,techodecpulaesfrica,anilloconvigarectangularyconlosadefondo.ElterrenodefundacinsegnelestudiodemecnicadesuelossecaracterizaporserunsueloBlando,conperiodofundamentaldevibracinylaamplificacinssmicadelsuelomoderado.ElsistemaconstructivoempleadoesunSISTEMADEMUROYCUPULAREFORZADOS,entodossusbloques.
1.1. NORMASEMPLEADAS.Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales eInternacionalesdescritosacontinuacin. ReglamentoNacionalde Edificaciones (Per) Normas Tcnicasde Edificacin
(N.T.E.): NTEE.020"CARGAS NTEE.030"DISEOSISMORRESISTENTE NTEE.050"SUELOSYCIMENTACIONES NTEE.060"CONCRETOARMADO NTEE.070"ALBAILERIA A.C.I.3182009(AmericanConcreteInstitute)BuildingCodeRequirementsfor
StructuralConcreteSeentiendeque todos losReglamentosyNormasestnenvigenciay/osonde laltimaedicin.
1.2. ESPECIFICACIONESMATERIALESEMPLEADOS.1.2.1. CONCRETO:
Resistencia:fc=210Kg/cm2(sobrecimientosarmados,cpulaesfricayestructurastipovivienda).fc=280Kg/cm2parareservorio(cuba,vigas,losadefondoyzapata).
MdulodeElasticidad(E) :15000xfc0.5. MdulodePoisson(u) :0.20. PesoEspecfico:
(C)=2300Kg/m3(concretosimple).(C)=2400Kg/m3(concretoarmado).
1.2.2. CEMENTO: Para estructuras en contacto con agua potable y aguas subterrneas
blandossedeberusarcemento :TIPOITIPOIP. Para estructuras en contacto con sulfato y elementos agresivos se
deberusarcemento :TIPOV.
1.2.3. ACEROCORRUGADO(ASTMA605): Resistenciaalafluencia(fy) :4,200Kg/cm2(G60): MdulodeelasticidaddelaceroE:2100,000Kg/cm2. CoeficientedePoisson"u" :0.30 PesoEspecfico:
(s)=7849Kg/m3(aceroG60).
1.2.4. ALBAILERIA: ResistenciaCaracterstica :fm=65Kg/cm UnidaddeAlbailera :TipoIVde(9x13x24cm) Mortero :1:5(Cemento:Arena) Juntas(H,V) :1.5cm CoeficientedePoisson"u" :0.25
1.2.5. RECUBRIMIENTOSMNIMOS(r):Considerando que todas las estructuras a utilizar en el proyecto son nopresforzadas.Concretocolocadocontraelsueloyexpuestopermanenteael: Cimientos,zapatas,vigasdecimentacin :7.00cmConcretonoexpuestoalaintemperieniencontactoconelsuelo: Losas,murosyviguetasbarrasde13/8ymenores :2.00cm ColumnasyVigas :4.00cm Cascarasconacero5/8ymenores :1.50cmConcretoencontactoalaintemperie Placas,Muros(Cisternas,Tanques) :4.00cmAlbaileraconfinada Conmurostarrajeados :2.00cm Conmuroscaravista :3.00cmMurosdeconcretoreforzadonoexpuestosalsuelo Elementosdeborde(confinamiento) :2.5cm
1.3. CARACTERISTICASDELTERRENOYCONSIDERACIONESENLACIMENTACION.Segnelestudiodemecnicadesuelosconfinesdecimentacinenelproyectoseobtuvolossiguientesdatos:
1.3.1. CIMENTACIONSUPERFICIAL:
Lacimentacinpropuestasecaracterizaporserdetipocontinuodeanchoconstante siguiente al eje de apoyo delmuro estructural del reservorio,dondesereportalossiguientesparmetrosdelsuelodefundacin: Capacidadportante(s) :1.08Kg/cm2. CoeficientedebalastroC1 :2.29Kg/cm3 Desplantedecimiento(Df) :1.20m Lascondicionesgeotcnicasdelsuelopresentalossiguientes:
Caractersticasdelsuelo :Blando
Tipodesuelo :S3Factordeamplificacindelsuelo(S) :1.4Periododelsueloparadefinirlaplataformadelespectro,TP:1sPeriodo del suelo para definir el inicio de la zona del espectro condesplazamientoconstante,TL:1.6s.
II. IDENTIFICACION.2.1. ESTRUCTURACION.
2.1.1. RESEADELSISTEMAESTRUTURALPROPUESTO:
El sistema estructural, propuesto en general est conformadoprincipalmenteporundemurosestructuralesylosasmembrana.
Elobjetivodeadoptartodoestesistemaestructuralesgarantizarladotacindelaguaparalaspersonassininterrupcindespusqueocurraunsismo,ascomo optimizar costos en la inversin y utilizar la circulacin hidrulica amenor resistencia en las paredes circulares para una mejor mezcla y ladesinfeccindelaguaenelreservorio.
2.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO:
Elpredimensionamientodeestaestructuraes realizadoporelespecialistaencargado,loscualeshansidodesarrolladosensucaptulocorrespondiente.Almismodndole interpretacinelpredimencionamiento sedesarrollenbasealvolumendeaguaaalmacenar,considerandounaholguradeespaciolibresobreelniveldelaguaareservoriollenodenominadobordelibre.
LoscriteriosasumidosparaelpredimensionamientosonconfinesacumplirelRNEE.060comoestructurafinal.
TablaN1:Volumendelreservoriodelproyecto.
A partir del volumen de la estructuras se empieza dar las medidas delcomponente, como la altura, espesor demuro, espesor de cimentacin,alturadelacpula,espesordelacpula,etc.
4.- ZONA: Centros poblados de Carata, Llachahui, Jochis San Francisco, Angel, Arroyo y Sectores rurales.2.- DISTRITO: Coata3.- PROVINCIA: Puno
A.- NUMERO DE FAMILIAS (Nf) SEGN CONTEO EN SITIO 1520 familias
B.- HABITANTES POR FAMILIA (Cf) PROMEDIO SEGN CONTEO 4 Hab.
C.- POBLACION ACTUAL (Pa) 6080 Hab.
C.1. POBLACION ESTUDIANTIL (Pe) 494 Estud.
C.2. LOCALES COMUNALES TIPO OFICINA (Lc) 1134 m2
C.3. LOCAL DE SALUD (Ls) 4 Consultorios
C.4. LOCAL COMEDOR POPULAR (Lr); Area < 40m2 1 Und.
D.- TASA DE CRECIMIENTO en % (r) SEGN CENSO 1993 Y 2007 1.231
E.- PERIODO DE DISEO en AOS (t) 20.00
F.- POBLACION FUTURA HABITANTES (Pf)Pf = Po ( 1+ r x t/100 ) 7577 Hab.
F.1. POBLACION FUTURA ESTUDIANTIL (Pfe) 614 Estud.F.2. LOCALES COMUNALES FUTURO TIPO OFICINA (Lfc) 1413 m2
F.3. CENTRO DE SALUD FUTURO (Lfs) 5 ConsultoriosF.4. LOCAL COMEDOR POPULAR FUTURO (Lfr); Area < 40m2 2 Und.
G.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL Qp (LT/SEG) 8.29H.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)
Qmd = K1 * Qm 10.77I.- CAUDAL DE LAS FUENTES (LT/SEG) Aforo de agua subterranea 11.00 Ok
J.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)Qmh = K2 * Qm 16.571
K.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)Volumen acumulado 175.62Prdidas fsicas 20 a 25% de la produccion, segn Guia MEF. Pg 38. (PF) 20Q produccin = demanda de consumo / ( 1 - %PF/100) Segn gua MEF Pg 38. 219.52
VOLUMEN A UTILIZAR 220.00
1.- NOMBRE DEL PROYECTO: "INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LOS C.P. Y SECTOR RURALDE CARATA, LLACHAHUI, JOCHI SAN FRANCISCO, ANGEL CARATA Y ARROYO, QUEATTA, POJSIN, PUTUCUNI, CANDILE, CHINCHE, LLUCO MD Y COATASI, DISTRITO DE COATA-PUNO-PUNO".
TablaN
FiguraN
Altura
Bordo
Altura
Diame
Espes
Espes
Capac
Peso e
Peso e
Radio
Sobrec
f'c
fy
Radio
2:Dimension
1:Alturadel
del tanque
libre
del lquido e
tro interior d
or del muro
or de la los
cidad del tan
especifico d
especifico d
de la cupul
carga de la
de diseo
esdelreservo
reservorioT
en reserv or
del reserv o
o minimo
sa fondo
nque
del agua
del concreto
la
cupula
orioT1.
1.
rio
orio
o
H =
Hl =
Dir =
tr =
tl =
V =
Rc =
s/c =
Rd =
4
0.
3.
9
0
0
1,000
2,400
5
100
210
4,200
4
4.15 m
.695 m
.458 m
9.00 m
0.20 m
0.50 m
220 m3
0.00 kg/m3
0.00 kg/m3
5.10 m
0.00 kg/m2
0.00 kg/cm
0.00 kg/cm
4.60 m
3
3
2
m2
m2
FiguraN2:DimetrodelreservorioT1.
TablaN3:DimensionesdelacpuladelreservorioT1.
0.6 m
1.20 m
0.1 m
0.2
Dir = 9.000.1 m
0.5PLANTA
Datos generales de Diseo :Apoyo : Viga perimetral de arriostre Por Geometria sabemos que :Base : Diam. Tanque 9.20 m Area de cupula Ac = 2 p x R x f
Cuerda c = 4.60 m Volumen de cupula Vc = Ac x tEspesor t = 0.075 m (asumido) Peso de cupula W = Vc x gCAConcreto Estructural : f` c = 210.00 kg/cmAcero Grado 60 : fy = 4200.00 kg/cm P.Concreto Armado : gCA = 2400.00 kg/m
Predimensionado :Definimos : Radio " R " y altura de cupula " f "
Si : R = b + ( R - f )
Asumimos : f = 0.1
R = D/8*(4f/D+D/f) y f /D= 0.201
4.60 m R = 6.6439 mf = 1.8500 m
d = 43.8174
Definimos la caracteristicas geometricas de la Cupula en funcion a la cuerda " c "
Por Pitagoras
ademas se conoce que : 1/10 < f/D < 1/2
Obtendremos que :
Como se conoce que c =
TablaN
FiguraN
FiguraN
1.- Datos 4:Dimension
3:Dimension
0.80 m
0.40 m
4:Estructura
del Diseo :
F = N
esdelaVigad
nesdelacime
0.
0.0.15 m
acinfinaldel
Asumimos l
= 4N = 161
deapoyodel
entacincorri
.20 m
.60 m 0.2
reservorioT
os valores de b
43.829.42 kg
= 4349'2
reservorioT1
dadelreservo
0.125 5 m
1.
, h y r :
.67" sexagesim.
1.
orioT1.
m
b =h =r =
f c =fy =
0.20 m
35.00 cm35.00 cm4.00 cm
210.00 kg4200.00 kg
m
m m m g/cmg/cm
22.2. INTElsiporalaAsim
con
FiguraN
TERPRETA
stemaestrmurosdeccimentaci
mismolaestrespectoa
5:Modelode
ACIONESucturalplanconcretoarmnconformatructuraeslacimentac
elfinaldelres
STRUCTU
nteadoparmadoconaadaporlosasimtricaecin.
servorioT1.
URAL.aesteproyaceroendoadecimentensugeom
yecto,secaoblecapayacin.etraalrede
aracterizapestaasuve
edordeleje
principalmen
ezconectad
ezdelaaltu
ntedos
ura
2.3. AFiguraN
RQUITECTU
N6:Reservoriode
URAYCONFIelazonaaltaT1.
IGURACIONGEOMETRICCA.
DESCRIPCIAlturadecpula(fAlturadelaviga(hBasedelaviga(bv)Radiointerno(Ri)RadiodelacpulaAngulodelacpulaNiveldeterrenonaNivelsuperiordevNivelsuperiordecBordelibre(BL)Alturadeagua(HL)AlturadecimentacDesplantedezapat
ION UNI) mv) m) m
m(Rv) ma() Sexagatural(NTN) msviga(NSV) mscpula(NSC) ms
m) mcin(Az) mtaDf m
IDAD CANTIDADm 1.85m 0.35m 0.35m 4.5m 6.64gesinal 4349'2.67snm 3,910.70snm 3914.85snm 3916.7m 0.342m 3.458m 0.6m 1.2
D
7"
III. 3
ESTAD
3.1. ESPDealoss
T
Figur
DOSDEPECTRODacuerdoalasiguienteseLosparm
TablaN5:PaZona=Z=Categora=I=Suelo=S=Tp=Rwi=Rwc=
raN7:Espec
CARGA
DEDISEasNormasNespectrosdemetrosdelE
rmetrosssm20.3A 1.25S31.20.6 s2.751
ctrodediseo
ASYCOMO.NTE.E.030ediseo.E.030sonlo
micosdelazonPuno
Tanquesqudespusde
Suelosflex
oparaelreser
MBINAC
yelreglam
ossiguiente
nadelproyec
uesonproyeeunsismo
xibles
rvorio.
IONESD
mentoACI35
es:
to.
ectadospara
DECARG
50R301,s
aseguirfunc
GAS.
econsider
ionando
ran
33.2. ESTCAR
Decons
enR
Figur
Dn
CVeelmHEe
Figur
TADOSDERGASacuerdo asideranlosR.N.E.,adem
raN8:Carga
de:eslacargavmantenimien
eslapresin
raN9:Fuerz
ECARGAS
las Normsiguientesmsdelespe
asenelreserv
vivatotal,qntoydesinfndelaguae
zasconvectiva
S.
as NTE. Eestadosdeectro.
vorio.
quesonlosfeccin.enlaspared
as,impulsivas
.020, E060Cargaenla
personales
desdelrese
ypresindel
0 y al reglaestructura
squesuben
ervorio.
aguaenelre
amento ACasegnvalo
nalacpula
servorio.
CI 31809,oresdefinid
aparareali
sedos
zar
3IV. 4
3.3. COMDe aestru
Figur
ANAL
4.1. ANADeacueanlisiscondicio
asimism
yelespeconvecti
Elobjetivsuperen
MBINACIO
acuerdo al RucturasdealBasadoenBasadoenBasadoen
raN10:Com
LISISSISALISISESrdoa lasNdinmico s
onesdeaguoconsideraectrode lavoeimpulsvodelanlilorecomen
ONESDERNE E.060 slmacenamie
nlacargamunlacargadenlacargapro
mbinacindec
SMICOS.
STATICO
NormasNTEse considerallena,conandolaspreaceleracin
sivo.isisdinmicndadoenel
ECARGASe considerantodeagua:uertaylacarsismo:1.25ovenientede
cargasdedise
E.E.020,E.0r el compnsiderandoesionesejernssmicapa
coesdetermlE.030para
S.n las siguie:gaviva:1.4C(CM+CV)+elapresind
eo.
030,E.060yportamiento
lasfuerzasrcidasporearacondicio
minarlasmaestructura
ntes combin
CM+1.7CV+/CSy0.9Cdelagua:1.4
yalreglamo hidrodinimpulsivaselaguaenlaonesdeco
ximasderasdeconcre
naciones de
.CM+/CSCM+1.7CV
entoACI3mico delylasfuerzaasparedesmportamie
rivasyhaceetoarmado
carga para
V+1.4CL.
1809,parareservorioasconvectivdelreservontoenesta
rqueestas.
las
aelen
vas,orioado
no
Elpesoi116.98T
FiguraN
La alturrespectiv
Laspreselespejo
FiguraN
ElanlisisV =
PorendecortanteParaelm
P
P
P(T)= 2
P(T)= 3.
impulsivoan.
11:Modeloh
ra de ubicvamentecoionesdelagodeagua.P
P = -
12:Presinh
sssmicoest= ZICS / R
e la cortantefinalesde7
modelosepro
P(T)=
(T)= 0.865
(T)= 1.73
2.5936
.46
autilizares
hidrodinmico
cacin delonrespectoguaenelreParalaestim-1z + 3.46
hidrostticade
ticosecalc* m g
e impulsivae8.19Ton.ocedeadistr
= 0 z
5 z
z
z
z
de95.48Tn
odelreservori
peso impalabased
eservoriosomacinseu
elreservorio.
ulabasadoe
esde47.56
ribuirlafuerz
z= 3.458
z= 2.594
z= 1.729
z= 0.865
z= 0
nyelpeso
io.
pulsivo y celreservorionde3.46Ttilizlasigu
enlaecuaci
Tony la co
zaimpulsiva
convectivo
convectivoio.enlabaseduienteecua
nsiguiente:
ortante conv
,convectiva
enestaest
es de 1.
delreservocin:
(
(2
ectivaesde
ylafuerzap
tructuraes
3m y 1.97
rioy0.00T
(1)
)e19.77Ton.
porpeso.
de
7m
Ten
. La
4T
Elmodelo
FiguraN
4.2. ANADeacueanlisiscondicio
asimism
yelespeconvecti
Elobjetivsuperen
NIVELCUPULCONVIMPUL
TablaN6:Dis
oquedadel
13:Distribuci
ALISISDIrdoa lasNdinmico s
onesdeaguoconsideraectrode lavoeimpulsvodelanlilorecomen
PLA+VIGAECTIVOLSIVO
stribucinde
asiguientef
indefuerzas
INAMICO
NormasNTEse considerallena,conandolaspreaceleracin
sivo.isisdinmicndadoenel
Pi(Kg)323887.4116983.895484.2323887.4
lasfuerzas.
forma:
sporsismoen
O.E.E.020,E.0r el compnsiderandoesionesejernssmicapa
coesdetermlE.030para
hi(m)4 4.158 1.972 1.34 TOTAL
nelreservorio
030,E060yportamiento
lasfuerzasrcidasporearacondicio
minarlasmaestructura
Pihi134418230371238216983
o.
yalreglamo hidrodinimpulsivaselaguaenlaonesdeco
ximasderasdeconcre
Fi(K89.07 61872.97 1025.30 5387.3 78
entoACI3mico delylasfuerzaasparedesmportamie
rivasyhaceetoarmado
Kg) W885.31606.17700.81192.29
1809,parareservorioasconvectivdelreservontoenesta
rqueestas.
W=Fi/L(T/2.1410.3670.197
aelen
vas,orioado
no
/m)
Elpesoi116.98T
La alturrespectiv
Laspreselespejo
PLocualsElmodelo
FiguraN
impulsivoan.Loscualera de ubicvamentecoionesdelagodeagua.PP = -1z + 3.
seveenlafoquedadel
14:Distribuci
autilizaresesseaprecicacin delonrespectoguaenelreParalaestim46
figuraN12asiguientef
indefuerzas
de95.48Tnanenlafigupeso impalabased
eservoriosomacinseu
.forma:
sporsismoen
nyelpesouraN11.pulsivo y celreservorionde3.46Ttilizlasigu
nelreservorio
convectivo
convectivoio.enlabaseduienteecua
o.
enestaest
es de 1.
delreservocin3:
tructuraes
3m y 1.97
rioy0.00T
de
7m
Ten
V.
VERIF
Losdespla0.75Ryse
T
Elcortant80%deVsVd=62.52Vs=78.15Vmin=62
T
T
DesplaAltura
AlturaAlturaAlturaAlturaAltura
AlturaAlturaAlturaAlturaAltura
FICACIO
azamientosemuestraen
TablaN7:De
ebasalmnimsyparaestru2ton5ton2.52Ton=0.8
TablaN8:Co
TablaN9:Co
azamientosydia h(m) La
64.153.81.971.3
64.153.81.971.3
ONDEDseconsideranlasiguiente
erivasporsism
modebeseructurasirreg
8Vs
ortantedinm
ortanteesttic
storsiondelosado DesplazamIzq 0Izq 0IzqIzq 0Izq 0.1
der 0der 0derder 0der 0.1
ERIVAS
anporseresetabla:
mo.
rparaser,pagularesnom
ico.
co.
nudosmientoelstico0.14 mm0.11 mm0.1 mm0.21 mm123 mm
0.14 mm0.11 mm0.1 mm0.21 mm123 mm
SYCORTstructurareg
araestructurenorde90%
2.06252.0625 02.06252.0625 02.0625 0.
2.06252.0625 02.06252.0625 02.0625 0.
0.75R D
TANTES
gularmultipl
rasregulares%Vs.
0.28875 mm0.226875 mm0.20625 mm0.433125 mm.2536875 mm
0.28875 mm0.226875 mm0.20625 mm0.433125 mm.2536875 mm
Desplazamiento
Sicandopore
snodebers
0.00000.00000.00
0.00020.0001
0.00000.00000.00
0.00020.0001
Distorsreal
elfactorde
sermenoral
033 0.007059 0.00700 0.007268 0.007141 0.007
033 0.007059 0.00700 0.007268 0.007141 0.007
sin DistorsiE.030
n
VI. DISEODECOMPONENTESDECA.5.1. DISEODECUPULA,MUROSYLOSADEFONDO.
CUPULA:Segn el reglamento para el diseode las cpulas debe cumplirsequeN yNqdebensermenoresquelasfuerzasderesistenciaalaplastamiento"Fc"
TablaN10:EsfuerzosmeridionalNyparalelaNq.
Es decir ( N y Nq ) < Fc = ( 0.85 fc x b x t ) ............. ( ( a )
Si se cumple ( a ) , entonces: Asmin = 0.0025 x b x t
Sexages. Radianes
0 01 0.01752 0.03493 0.05244 0.06985 0.0873
10 0.174515 0.261820 0.3491
43.8174 0.764844 0.767945 0.785446 0.802947 0.8203
47.5 0.829047.55 0.829947.6 0.8308
47.65 0.831747.7 0.8325
47.75 0.833447.8 0.8343
47.85 0.835147.9 0.8360
47.95 0.836948 0.8378
48.5 0.846549 0.855253 0.925057 0.994858 1.0123
59.5 1.038564.5 1.125765 1.134570 1.2217
70.5 1.230575.5 1.317780.5 1.405081 1.413786 1.501091 1.588396 1.6755101 1.7628106 1.8501111 1.9373
N max = -1.6194 Nq max = -1.3940
-3.8488 4.6173-4.3451 5.3442
-3.1134 3.4048-3.4453 3.9773
-2.2297 1.5316
-1.9597 0.7815-2.0774 1.1239
-2.6061 2.4117-2.8374 2.8861
-2.3930 1.9328-2.4108 1.9747
-1.8493 0.4343-1.9489 0.7487
-1.8049 0.2865-1.8223 0.3449
-2.0902 1.1596
-1.6696 -0.1976
-1.6677 -0.2050-1.6683 -0.2026
-1.6835 -0.1456-1.7405 0.0627
-1.6703 -0.1952-1.6768 -0.1705
-1.6664 -0.2099-1.6670 -0.2074
-1.6651 -0.2148-1.6658 -0.2123
-1.6690 -0.2001
-1.6331 -0.3382
-1.4373 -1.1825-1.6194 -0.3922
-1.6638 -0.2196-1.6645 -0.2172
-1.6451 -0.2915-1.6575 -0.2438
-1.4046 -1.3409-1.4181 -1.2748
-1.3957 -1.3855-1.3966 -1.3807
-1.6215 -0.3839
- Wu x Rm - Wu x Rm(cos - 1 ) ( 1 + cos ) (1+cos )
-1.3944 -1.3918-1.3949 -1.3892
-1.3940 -1.3940-1.3941 -1.3934
N (tn/m) Nq (tn/m)
FigurraN15:Fuerrzadetraccinnradialcpula.
TablaN11:Datosdelacpula.
TablaN12:Refuerzoradialdelacpula.
Diseodecpula,espesor= 7.5 cmFluenciadelacero(fy) 4200 Kg/cm2Resistenciadelconcreto(f'c) 210 Kg/cm2Modulodeelastecidaddelconcreto(Ec) 218819.8 Kg/cm2Resistenciaacompresiondediseodelconcreto(f'dc) 84 Kg/cm2Espesorpromediodelacpula 0.075 mEspesordelacpulazonadeensanche 0.15 mCuantamnima 0.0035Factordereduccinatraccin() 0.9
Refuerzoradial(meridiano)(Accionesmembrana)EsfuerzodetraccionradialS11 272.75 Tn/m2Longituddelelementoaevaluar 1 mFuerzadetraccinradialNdes1=F11 13986 Kg/mreadeacerorequerida 3.700 cm2readeaceromnimarequerida 2.625 cm2readeacerousado 3.71 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 5.206598 varillasCantidaddebarrasausar 6 varillasSeparacin 0.166667 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.15 mUsar: 3/8 @ 0.15 m
REVISIONAMOMENTOYCORTANTEMomentoM11(Radial) 80 KgmRecubrimiento 3.75 cmPeralteefectiva 3.75 cmCuantanecesaria 0.00138Zonadetensiona 0.121642 cmreadeaceronecesaria 0.516978 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 0.725525 varillasCantidaddebarrasausar 1 varillasSeparacin 1 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m
CortanteV13(Radial) 5.17 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 2157.377 Kg
Nonecesitarefuerzoporcortante
TablaN13:Refuerzotangencialdelacpula.
Refuerzotangencial(Paralelo)(Accionesmembrana)EsfuerzodetraccionradialS22 503.63 Tn/m2Longituddelelementoaevaluar 1 mFuerzadetraccinradialNdes2=F22 8993 Kgreadeacerorequerida 2.379 cm2readeaceromnimarequerida 2.625 cm2readeacerousado 2.63 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 3.690931 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m
REVISIONAMOMENTOYCORTANTEMomentoM22(Tangencial) 372 KgmRecubrimiento 3.75 cmPeralteefectiva 3.75 cmCuantanecesaria 0.00687Zonadetensiona 0.605375 cmreadeaceronecesaria 2.572844 cm2reamnimadeaceronecesaria 2.572844 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 3.610718 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m
CortanteV23(Radial) 2.3 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 2157.377 Kg
Nonecesitarefuerzoporcortante
TablaN14:Datosdelazonadeensanchedelacpula.
Refuerzoenelensache(Paraleloymeridional)(Accionesmembrana)Espesordeensanchete 0.15 mFactordelongituddeensanchef 16Longituddeensanche 1.20 mSegn"ThinShellConcreteStructures" 0.0035Anchodeanlisisb 100 cmCuantamnima 0.0025Espesorpromediodelensachetp 0.113 cm2readeacerorequeridoenelensache 3.938 cm2readeacerorequeridoen2capas 1.969 cm2readeaceromnimarequerida 2.813 cm2readeaceroausarencadacapa 3.94 cm2Diametrodebarra 1/2 pulgreadelabarra 1.266769 cm2Cantidaddebarras 3.110276 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 1/2 @ 0.25 menA/S
VIGA
Lavporprov
fuer
mism
tors
Figur
ASUPERIOR:vigasuperiolo que estvenientesdrzasverticalma.Por loinycorte,
raN16:Fuer
:oresunaesta se someelacpulalesproveniequeamerit,asimismoe
rzaverticalyh
structuraqete a esfueporaccinentesdelpeta laverificelrefuerzo
horizontalviga
ueconfinaerzos de todelsismoyesodelaccacindenlongitudina
asuperior.
lacpulayorsin poryaesfuerzopulaylacaecesidaddal.
yelmurodlas fuerzasosdecompargavivaape refuerzo
del reservors horizontapresinporplicadaene(estribos)p
rio,aleslas
estapor
TablaN15:Datosdelavigasuperior.
TablaN16:Refuerzoportorsinycortedelavigasuperior.
Diseodevigasuperior,peralte= 35 cmFluenciadelacero(fy) 4200 Kg/cm2Resistenciadelconcreto(f'c) 280 Kg/cm2Modulodeelastecidaddelconcreto(Ec) 252671.3 Kg/cm2Resistenciaacompresiondediseodelconcreto(f'dc) 112 Kg/cm2Peraltedelaviga 0.35 mBasedelaviga 0.35 mEspesorpromediodelazonadeensanche 0.35 mCuantamnima 0.0025Factordereduccinatorsin() 0.75Factordereduccinaflexin() 0.9
RefuerzoportorsinycortanteFuerzahorizontalF11(efectotorsin) 71483 KgFuerzaverticalF22(efectocorte) 9029 KgMomentotorsionantefactorizadoTu 2185890 KgcmResistenciaalatorsin 69950 Kgcm
NecesitaestriboportorsinRecubrimiento 4 cmPeralteefectiva 30.05 cmZonadetensiona 10.60454 cmreadeaceronecesaria 21.03234 cm2readeaceromnimarequerida 2.629156 cm2readeacerousado 21.03234 cm2Diametrodebarra 3/4 pulgreadelabarra 2.85023 cm2Cantidaddebarras 7.379174 varillasCantidaddebarrasausar 11 varillasSeparacin 0.089 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.12 mUsar: 3/4 @ 0.12 m
CortanteV13(Radial) 3750 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 6995.078 Kg
Nonecesitarefuerzoporcortante
Tabla
MUR
Elmquedelarefu
prof
mom
requ
Figur
RefuMomRecuPeraZonreaCuareareaDiamreaCanCan
aN17:Refue
RO:murollamadestasedeamasaimperzos horizfundidad (vmentos neguiereelrefu
raN17:Tens
uerzolongitmentotorsioubrimientoalteefectivaadetensionadeaceronantanecesaramnimadeadeaceroumetrodebaradelabarratidaddebartidaddebarUsar:
erzolongitudi
otambinsempeaapulsivayconzontales (pvertical) segativos enuerzovertic
sinymomen
tudinal(horizonantefacto
naecesariariaeaceronecessadorraarrasrrasausar
5
inaldelaviga
comocubatensinponvectivapoparalelos). A generanla unin enal(meridio
ntoverticalde
zontal)orizadoTu
saria
1
superior.
requierereorefectoderlaaccindAl generarsmomentosntre elmunal).
elmuro.
efuerzosvee lapresindelsismo,pse movimiepositivosro y la cim
218589
30.010.604521.03230.002782.9329421.0323
15.067074.15078
erticalesyhnhidrosttiporloquesentos conen la zona
mentacin, p
90 Kgcm4 cm05 cm54 cm34 cm28947 cm234 cm2
pulg75 cm285 varillas5 varillas
horizontales
ca,en lazoserequiererespecto aa impulsivapor lo que
syaonalos laa yse
TablaN18:Refuerzoanularenambascarasdelmuro.
Paradisearlosrefuerzostangencialesoacerosverticalessetomaencuentalosmomentosflexintangencial.
FiguraN18:DiagramadeTensinenelmuro.
FiguraN19:DiagramadeMomentoenelmuro.
Nivel StepType F11 AS F22 ASm Text Tonf/m cm2 Tonf/m cm2
Max 31.807 5.749Min 22.35 13.49Max 55.48 8.445Min 37.52 20.41Max 35.35 10.08Min 13.57 29.12(*)Intercaladoconacerode1"
@0.1332
Barrasparalelas(horizontales)enambascaras
6.88 1/2 @0.184 [email protected]
0.13
0.253.8
2.6
1.3
*0.125
*0.125
@0.1006
@0.158
10.41 1/2 @0.1216 0.10
14.86 5/8
16.23
28.306
18.04
1
3/4
3/4
Barrasmeridianas(verticales)enambascaras
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
-20 0 20 40 60
ALT
URA
(H)
TENSION (T/m)
DIAGRAMA DE TENSION
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8
ALT
URA
(H)
MOMENTO(T-m/m)
DIAGRAMA DE MOMENTO
TablaN19:Refuerzoporflexin(vertical)encarainteriordelmuro.
LOSADEFONDO:Paracalcularel refuerzoen la losade fondo se tiene lossiguientesmomentos seconsideraque lospesosacumuladosprovenientesdelmuro,vigasuperior,cpula,la sobre carga yelpesodelagua son losque transmitena la zonadeapoyodelmuro, por lo que se requiere el anlisis por efectos de corte y flexin paradeterminarelespesoryrefuerzocorrespondienteenestazona,encuantoalazonadel losade fondo losefectosdepresinesprovenientedelpesodelaguamselpesopropioporloqueelespesor.
Nivel StepType F11 F22 M11 M22 V13 V23m Text Tonf/m Tonf/m Tonfm/m Tonfm/m Tonf/m Tonf/m
Max 31.807 5.749 0.24189 1.03617 0.49 1.185Min 22.35 13.49 0.06764 0.10133 0.49 1.861Max 55.48 8.445 0.56522 2.62146 0.349 5.981Min 37.52 20.41 0.60212 2.80595 0.349 6.763Max 35.35 10.08 0.43271 2.1632 0.331 4.557Min 13.57 29.12 0.2279 0.95151 0.331 1.764Max 55.48 5.749 0.56522 2.62146 0.49 5.981Min 37.52 29.12 0.60212 2.80595 0.49 6.763
3.8
2.6
1.3
TOTAL
MomentoM= 2.80595 Tnmk= 0.50704j= 0.83099As= 21.5347 cm2Asmin= 4.46219 cm2Asfinal= 21.5347 cm2varilla= 3/4 pulgCantidaddevarillas= 7.55543 varillas/mCant.devarillasausar 8 varillas/mEspaciamientoS= 0.125 m
Usar: 3/4 @ 0.125 m,unh= 2.6 m
Tabla
Figur
CAw
CAPar
II WdMurCpVigPiso
Wl:S/CAgu
Per
aN20:Carac
raN20:Mom
RACTERISTwC.A. =wh2o =
fy =f'c = =
RACTERISTra Df = 1.
Fuen
LOSA DE F:ro: 575pula: 124a: 849o: 508
C : 691ua: 229
ralte de la zap
ctersticasdel
mentoradialy
TICAS DEL M2.4 tn/m
1000 Kg/m4200 Kg/cm280 Kg/cm
0.75TICAS DEL T.50 m ;nte: Estudio d
ONDO:
576.5 kg444.3 kg97.38 kg863.9 kg
13.51 kg9886 kg
pata
materialysu
ytangenciald
MATERIAL:
m2m2
TERRENO DE adm =
de Mecanica
d 1.45*d =d =
ueloparalosa
elalosadefo
E FUNDACIO= 1.32de suelos
Ancho de ab=Ks1=Ks=20/b*KKs =Ec =15000
*A*(Ks*A/Ec)0.0870.20
defondo.
ondo.
ON:kg/cm2
anlisis1.00 m2.74 Su
Ks1 pa0.55
0*(f'c)0.5 21/3 Dfmm
Asumuelo arcilla baara zapatas c
250998
f=
midoastante blandontinuals
1.50 m
do
TablaN21:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.
TablaN22:Refuerzoradialytangencialdelalosadefondo.
ZAPATACONTINUA:Para calcular el refuerzo en la losa de fondo se considera que el esfuerzo es acompresin proveniente del peso del agua, muro, viga, cpula y la sobrecargarepartidaa lo largodelmurodelreservorio,por loqueserequiereelanlisisporefectos de corte y punzonamiento para determinar el espesor y refuerzocorrespondienteenestazona,encuantoalazonadellosadefondolosefectosdepresinesprovenientedelpesodelaguamselpesopropioporloqueelespesorylosrefuerzosrequeridossonmenoresquelazonadelacimentacincorrida.
Radio Coef Coef M RadialM Tangencia0.00*R radial Tangencial kg-m/m Kg-m/m
0.00 0.0 0.0750 0.0750 502.12 502.120.46 0.1 0.0730 0.0740 488.73 495.420.92 0.2 0.0670 0.0710 448.56 475.341.38 0.3 0.0570 0.0660 381.61 441.861.84 0.4 0.0430 0.0590 287.88 395.002.30 0.5 0.0250 0.0500 167.37 334.742.76 0.6 0.0030 0.0390 20.08 261.103.22 0.7 -0.0230 0.0260 -153.98 174.073.68 0.8 -0.0530 0.0110 -354.83 73.644.14 0.9 -0.0870 -0.0060 -582.46 -40.174.60 1.0 -0.1250 -0.0250 -836.86 -167.37
Parte superior: Parte inferior: Mu/(f'cbd2)= 0.024 Mu/(f'cbd2)= 0.003As = 2.04 cm2 As = 0.28 cm2Asmin = 2.17 cm2 2 capas Asmin = 2.17 cm2 2 capasUtilizar 3/8 @ 0.2 m Utilizar 3/8 @ 0.2 m
CALCULO DEL REFUERZO TANGENCIAL (ANULAR):Mu (+) = 502.12 kg-m/mMu (-) = -167.37 kg-m/m
Parte superior: Parte inferior: Mu/(f'cbd2)= 0.005 Mu/(f'cbd2)= 0.014As = 0.41 cm2 As = 1.23 cm2Asmin = 2.17 cm2 2 capas Asmin = 2.17 cm2 2 capasUtilizar 3/8 @ 0.25 m Utilizar 3/8 @ 0.25 m
TablaN23:Dimensinyverificacindeesfuerzosenlazapatacontinua.
Verificacin de la resistencia del terrenoCM 4476.5 Kg/mCV 8193.0 Kg/mPeso especfico concreto rc = 2400.0 Kg/m3Resistencia del concreto f'c = 280.0 Kg/cm2Fluencia del acero fy= 4200.0 Kg/cm2Peso especifico del relleno rs = 0.0 Kg/m3Capacidad admisible del suelo qa = 1.32 Kg/cm2Desplante de la zapata Df = 1.5 mEspesor de la cuba t = 0.2 mFactor de reduccion = 0.75 CoratanteFactor de reduccin = 0.90 flexionPresion del material qc-s = 1/2*(rc+rs)*Df = 0.18 Kg/cm2Presin de contacto efectivo qe =qa-qc-s = 1.14 Kg/cm2
Area requerida para la zapata Areq = P/qe = 11113.6 cm2/mAreq = P/qe = 1.11 m2/mLongitud de anlisis L = 1.00 mAncho de la zapata para L = 1, B = 1.11 mAncho de la zapata a usar B = 1.20 mCapacidad maxima admisible qmax = 1.056 Kg/cm2
qmx < qa, el suelo resiste a la estructuraVerificacin de la rigidez de la estructura
CM 4476.5 Kg/mCV 8193.0 Kg/mCoeficiente de balastro C1 = 2.740 Kg/cm3Area de cimentacion Areq = 11113.6 cm2Asentamiento tolerable St = 0.42 cmPerfil del suelo Intermedio S2Asentamiento permitido Stp 0.5 cm
St < Stp, No se exceder el asentamiento tolerableVerificacin por cortante
Pu = 1.4 CM +1.7 CV = 20195.2 KgCapacidad admisible ultimo del suelo qu = 16829.3 Kg/m2Peralte efectivo asumido de la zapata d = 19.00 cmContribucion del acero al cortante Vs = 0.00 Kg/mCortante ultimo Vu = qu ((B-a)/2-d) = 5217.08 Kg/mResistencia a la cortante Vc =0.53*(f'c)^0.5*b*d = 16850.3 KgResistencia factorizada del concreto al corte Vc = 12637.7 Kg
Vu < Vc, el peralte seleccionado es satisfactorioPeralte efectivo de la zapata d = 0.190 mRecubrimiento de la zapata r = 0.070 mDiametro del refuerzo db = 1.00 pulgPeralte de la zapata t = 0.31 mPeralte de la zapata a usar t = 0.40 m
TablaN24:RefuerzoLongitudinalytransversaldelazapatacontinua.
FiguraN21:Refuerzoradialytangencialdelazapataylosadefondo.
VII. ANEXO.SeanexalosclculosyelmodeloenSAP2000.
Zapata continua e = 0.40 ma=d(d 2 - (2 Mu)/( 0.85 f'c b))0.5
As=0.85f'c/fybaMu=1/8qu(Ba/2) 2 = 2545.43 Kg-m/mMu= 254543 Kg-cm/mZonadecompresiona= 0.636 cmAreadeaceroAs= 3.60 cm2/m = 14/fy = 0.003Asmin= b d = 6.33 cm2/mAsausar= 6.33 cm2/mDiametrodeacero= 1/2 pulgAsdelabarra= 1.27 cm2/mCantidaddevarillas= 5.00Cantidaddebarrasausar= 5.00EspaciamientoS= 0.20 m en A/SUsar: 1/2 pulg@ 0.20 menA/S
1.10 m 3/8 pulg @ 0.2 m
0.40 m 0.20 m
3/8 pulg @ 0.2 m1.20 m 0.400 m
0.20 m 0.80 m 0.38 pulg @ 0.25 men dos capas
1/2 pulg @ 0.20 m en A/Sen dos capas
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