Universidad Nacional de Moreno ESTRUCTURA RESISTENTE TANQUE DE RESERVA

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1 OBRA : Universidad Nacional de Moreno ESTRUCTURA RESISTENTE TANQUE DE RESERVA

2 TANQUE DE DOS CELDAS (con acceso lateral) 1) MATERIALES Y NORMAS Hormigón tipo: H21 b r = 175 kg/cm2 210 Acero tipo: III - ADN420 b s= 4200 kg/cm2 Recubrimiento libre r = 2.5 cm NORMAS DE APLICACIÓN: CIRSOC 201 BIBLIOGRAFIA: Manual de cálculo de estructuras de Hº Aº, Ing. Pozzi Azzaro Instituto del Cemento Portland Argentino. 2) GEOMETRIA DATOS: Lx = 2.20 m ef = 0.20 m Ly = 3.00 m es = 0.10 m h = 1.60 m et = 0.15 m h1 = 0.55 m (>=0.20 m) PLANTA - SECCION HORIZONTAL 0,10 LOSA -TAB. LT2 (grande) et LOSA-TAB. LT1 (chica) Lx Ly et et boca de acceso 50x50 0,10 0,10 0,50 0,10 SECCION VERTICAL losa-tabique LT3 es losa de techo boca acceso 50 x 50 h Losa-Tabique LT1 0,10 h1 losa de fondo ef CAPACIDAD (sin revancha) : 21.1 M3 CAPACIDAD (con revancha de 10 cm) : 19.8 M3

3 3) ESQUEMA DE CALCULO Losa LS tapa LT2(grande) losa-tabique losa-tabique central LT3 boca de acceso 60x60 Losa-tabique LT1 (chica) Losa de fondo LF LS: Losa superior, se calcula como losa S.A.en tres bordes y continua sobre el tabique central LT3. LF: Losa de fondo, en sus cuatro bordes se considera parcialmente empotrada en las losa-tabique LT1, LT2 y LT3 LT1 : Para empuje del agua contenida tiene un funcionamiento de losa empotrada elásticamente en sus lados inferior y laterales, para cargas verticales funciona como viga de gran altura, idem para LT3. LT2 : Para empuje del agua contenida tiene un funcionamiento de losa empotrada elásticamente en sus lados inferior y laterales, para cargas verticales funciona como viga de gran altura. 4 ) CALCULO DE LA LOSA DE TAPA Ls 4.1) ESQUEMA DE CALCULO borde SA borde SA My Mx Ly= CONDICIONES DE BORDE SA, E, SA, SA 3.15 Ly/Lx = 1.34 Lx/Ly = 0.75 borde continuo Espesor e = 10 cm Lx = 2.35 borde SA 4,2) Análisis de cargas g losa = g Hº x e = 240 kg/m2 sobrecarga p = 150 kg/m2 q = 390 kg/m2 g + p/2 = 315 kg/m2 p/2 = 75 kg/m2

4 4.3) Solicitaciones Reacciones: De tabla T27 landa = 0.75 caso 2 lx/ly<1 ls= 2.35 rx = q*ls^2= 2154 rye = ry = Rx = 152 kg/m (*1) Rye = 460 kg/m (*2) Ry = 258 kg/m (*3) Momentos: a) Momento de apoyo, de tabla 27, con q mxe= Mxe = -230 a) Momentos de tramo, de tablas 26 y 27, con p/2 y g+p/2, respectivamente De tabla T26 mx= ls= 2.35 (con p/2) my= (p/2) * ls^2= 414 Mx1 = 28 kg/m My1 = 12 kg/m De tabla T27 mx= ls= 2.35 (con g + p/2) my= (g + p/2) * ls^2= 1740 Mx1 = 82 kg/m My1 = 28 kg/m Mx = Mx1 + Mx2 = 110 kg/m My = My1 + My2 = 40 kg/m 4,4) Dimensionado: ` d = 10 cm h= 7 cm b= 100 cm b r = 175 kg/cm2 b s= 4200 kg/cm2 Apoyo... M = 230 N= 0 kg/m MS= 230 pos ms = w = A= 1.40 cm2 Amin= 0.88 cm2/m tramo s/x... M = 110 N= 0 kg/m MS= 110 pos 24 ms = w = A= 0.66 cm2 Amin= 0.88 cm2/m tramo s/y... M = 40 N= 0 kg/m MS= 40 pos 23 ms = w = A= 0.24 cm2 Amin= 0.88 cm2/m

5 5 ) CALCULO DE LA LOSA DE FONDO Lf 5.1) ESQUEMA DE CALCULO SIEMPRE Lx > Ly MXElf MYElf MX Ly= CONDICIONES DE BORDE Semi empotrada 3.15 Ly/Lx = 1.34 MY Lx = 2.35 Espesor e = 20 cm 5,2) Análisis de cargas g losa = g Hº x e = 480 kg/m2 p agua = g w x h = 1600 kg/m2 q = 2080 kg/m2 5.3) Solicitaciones Reacciones: Si Lx>Ly Rx = 0,25 x q x Ly x (2 x Lx-Ly)/Lx = 0 Ry = 0,25 x q x Ly 0 Si Ly >Lx Rx = 0,25 x q x Lx 1222 Ry = 0,25 x q x Lx x (2 x Ly-Lx)/Ly = 1532 Momentos: Rx = 1222 kg/m (*4) Ry = 1532 kg/m (*5) a) Como S.A. De tabla T26 Ly/Lx = 1.34 mx = my = Mx1 = q x Ly^2 x mx = 760 My1 = q x Ly^2 x my = 760 b) Como perfectamente empotrada De tabla T31 Ly/Lx = 1.34 mxe = mye = mx = my = Mxe = q x Ly^2 x mxe = Mye = q x Ly^2 x mye = Mx2 = q x Ly^2 x mx = 363 My2 = q x Ly^2 x my = 363

6 c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos) Mxelf = (Mxe LF + Mxe LT2)/2= -675 Myelf = (Mye LF + Mxe LT1)/2= -654 Mx = Mx1-Mxelf*(Mx2-Mx1)/Mxe= 506 My = My1-Myelf*(My2-My1)/Mye= 514 5,4) Tracción: Nx = 581 kg/m (*6) o (*7) según b/h Ny = 779 kg/m (*8) o (*9) según b/h 5,4) Dimensionado: d = 20 cm h= 17 cm b= 100 cm b r = 175 kg/cm2 b s= 4200 kg/cm2 Apoyo s/x... M = 675 N= 581 kg/m MS= 640 pos 3+4 ms = w = A= 1.83 cm2/m Amin= 2.13 cm2/m Apoyo s/y... M = 654 N= 779 kg/m MS= 607 pos 1+2 ms = w = A= 1.83 cm2/m Amin= 2.13 cm2/m Tramo s/x... M = 506 N= 581 kg/m MS= 471 pos 3+4 ms = w = A= 1.41 cm2/m Amin= 2.13 cm2/m Tramo s/y... M = 514 N= 779 kg/m MS= 467 pos 1+2 ms = w = A= 1.48 cm2/m Amin= 2.13 cm2/m

7 6 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE CHICA "LT1" 6.1) ESQUEMA DE CALCULO CONDICIONES DE BORDE Semi empotrada en los laterales y el fondo, S.A. Arriba MXE MY MX h= 1.75 b/h = 1.80 h/b = 0.56 q=1000xh b=ly = 3.15 MYE Espesor e = 0.15 cm CALCULO COMO LOSA q=1000*h = 1600 kg/m2 6,2) Solicitaciones Reacciones: (aproximadas) Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 = 581 kg/m (*6) b>=h Rxinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 / b = b>=h kg/m (*7) b<h Rxinf = 581 kg/m Rlateral = 0,25 x q x h / 2 = 560 Rlateral = 1,30x 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 = b>=h Rlateral = 560 kg/m Momentos: a) Como S.A. De tabla T40 landa = 0.56 caso 1 ly/lx<1 mx = my = ls= 1.75 q * ls^2 = 4900 Mx1 = q x Ls^2 x mx = 62 My1 = q x Ls^2 x my = 229 b) Como perfectamente empotrada De tabla T46 landa = 0.56 caso 1 ly/lx<1 mxe = mye = mx = my = Mxe = q x Ls^2 x mxe = -176 Mye = q x Ls^2 x mye = -295 Mx2 = q x Ls^2 x mx = 30 My2 = q x Ls^2 x my = 124 c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos) MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2= -173 MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2= -675 Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe= 31 My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye= 124 6,3) Tracción: Nx = Ny = 350 kg/m 1532 kg/m

8 6,4) Dimensionado a flexotracción: d = 15 cm h= 12 cm b= 100 cm b r = 175 kg/cm2 b s= 4200 kg/cm2 gm Apoyo s/x... M = 173 N= 350 kg/m MS= 161 pos ms = w = A= 0.71 cm2/m Apoyo s/y... M = 675 N= 1532 kg/m MS= 621 pos 13 +A1 ms = w = A= 2.18 cm2/m Tramo s/x... M = 31 N= 350 kg/m MS= 19 pos 14 ms = w = A= 0.19 cm2 Tramo s/y... M = 124 N= 1532 kg/m MS= 70 pos 12 ms = w = A= 0.81 cm2 6,5) Cálculo como viga pared: pos 6 Análisis de cargas: g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et = 630 p1 = Reacción losa tapa = 258 p2 = Reacción losa fondo (cuelga) = 1532 q = 2420 kg/m Solicitaciones: RA = RB = q x Ly / 2 = M = q x l^2 / 8 = 3812 kg 3002 kgm Dimensionado como viga pared: z = 1.28 m Z= M/z = 2339 kg A = Z/sa = 0.97 cm2 sa = 2400 kg/cm2 6,6) Armadura de suspensión: Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme l>= 1.88 m Anec = p2/sa = 0.64 cm2/m

9 7 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE CENTRAL "LT3" T.1) ESQUEMA DE CALCULO CONDICIONES DE BORDE Semi empotrada en los laterales y el fondo, S.A. Arriba MXE MY MX h= 1.75 b/h = 1.80 h/b = 0.56 q=1000xh Espesor e = 0.15 cm b=ly = 3.15 Como caso mas desfavorable de carga se considera el de una celda llena y una vacia CALCULO COMO LOSA q=1000*h = 1600 kg/m2 MYE 7,2) Solicitaciones Reacciones: (aproximadas) Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 = 581 kg/m (*6) b>=h Rxinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 / b = b>=h kg/m (*7) b<h Rxinf = 581 kg/m Rlateral = 0,25 x q x h / 2 = 560 Rlateral = 1,30x 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 = b>=h Rlateral = 560 kg/m Momentos: a) Como S.A. De tabla T40 landa = 0.56 caso 1 ly/lx<1 mx = my = ls= 1.75 q * ls^2 = 4900 Mx1 = q x Ls^2 x mx = 62 My1 = q x Ls^2 x my = 229 b) Como perfectamente empotrada De tabla T46 landa = 0.56 caso 1 ly/lx<1 mxe = mye = mx = my = Mxe = q x Ls^2 x mxe = -176 Mye = q x Ls^2 x mye = -295 Mx2 = q x Ls^2 x mx = 30 My2 = q x Ls^2 x my = 124 c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos) MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2= -173 MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2= -675 Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe= 31 My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye= 124 7,3) Tracción: Nx = Ny = 700 kg/m 3065 kg/m

10 7,4) Dimensionado a flexotracción: d = 15 cm h= 12 cm b= 100 cm b r = 175 kg/cm2 b s= 4200 kg/cm2 Apoyo s/x... M = 173 N= 700 kg/m MS= 148 pos ms = w = A= 0.81 cm2/m Apoyo s/y... M = 675 N= 3065 kg/m MS= 568 pos 16+A2 ms = w = A= 2.68 cm2/m Tramo s/x... M = 31 N= 700 kg/m MS= 6 pos 17 ms = w = A= 0.31 cm2 Tramo s/y... M = 124 N= 3065 kg/m MS= 17 pos 16 ms = w = A= 1.32 cm2 7,5) Cálculo como viga pared: pos 7 Análisis de cargas: g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et = 630 p1 = Reacción losa tapa = 920 p2 = Reacción losa fondo (cuelga) = 3065 q = 4614 kg/m Solicitaciones: RA = RB = q x Ly / 2 = M = q x l^2 / 8 = 7268 kg 5723 kgm Dimensionado como viga pared: z = 1.28 m Z= M/z = 4460 kg A = Z/sa = 1.86 cm2 sa = 2400 kg/cm2 7,6) Armadura de suspensión: pos 16+A2 Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme l>= 1.88 m Anec = p2/sa = 1.28 cm2/m

11 8 ) CALCULO DE LA LOSA - TABIQUE GRANDE "LT2" 8.1) ESQUEMA DE CALCULO CONDICIONES DE BORDE Semi empotrada en los laterales y el fondo, S.A. Arriba MXE MY MX h= 1.75 b/h = 1.34 h/b = 0.74 q=1000xh b=lx = 2.35 MYE Espesor e = 0.15 cm CALCULO COMO LOSA q=1000*h = 1600 kg/m2 8,2) Solicitaciones Reacciones: (aproximadas) Rxinf = 1,30x 0,25 x q x H x (2xb - h)/b/2 = 779 kg/m (*8) h<b Ryinf = 1,30 x 0,25 x q x h / 2 = b>=h kg/m (*9) h>=b Ryinf = 779 kg/m Rlateral = 0,25 x q x h / 2 = 350 Rlateral = 0,25 x q x b x (2xh - b)/h/2 = b>=h Rlateral = 350 kg/m Momentos: a) Como S.A. De tabla T40 landa = 0.74 caso 1 ly/lx<1 mx = my = ls= 1.75 q * ls^2 = 4900 Mx1 = q x Ls^2 x mx = 73 My1 = q x Ls^2 x my = 181 b) Como perfectamente empotrada De tabla T46 landa = 0.74 caso 1 ly/lx<1 mxe = mye = mx = my = Mxe = q x Ls^2 x mxe = -170 Mye = q x Ls^2 x mye = -253 Mx2 = q x Ls^2 x mx = 44 My2 = q x Ls^2 x my = 88

12 c) Como empotrada elásticamente (Valores definitivos corregidos) MxelT1 = (Mxe LT2 + Mxe LT1)/2= -173 MyelT1 = (Mxe Lf + Mye LT1)/2= -654 Mx = Mx1+MxelT1*(Mx2-Mx1)/Mxe= 44 My = My1-MyelT1*(My2-My1)/Mye= 88 8,3) Tracción: Nx = Ny = 560 kg/m 1222 kg/m 8,4) Dimensionado a flexotraccion: d = 15 cm h= 12 cm b= 100 cm b r = 175 kg/cm2 b s= 4200 kg/cm2 Apoyo s/x... M = 173 N= 560 kg/m MS= 153 pos ms = w = A= 0.77 cm2/m Apoyo s/y... M = 654 N= 1222 kg/m MS= 611 pos 19+A1 ms = w = A= 2.02 cm2/m Tramo s/x... M = 44 N= 560 kg/m MS= 24 pos 20 ms = w = A= 0.29 cm2 Tramo s/y... M = 88 N= 1222 kg/m MS= 45 pos 18 ms = w = A= 0.62 cm2 8,5) Cálculo como viga pared: pos 8 L = 4.70 m Análisis de cargas: g viga = (h+(es+ef)/2) x g Hº x et = 630 p1 = Reacción losa tapa = 152 p2 = Reacción losa fondo (cuelga) = 1222 q = 2004 kg/m P = Reacc. Losa LT3 = Solicitaciones: RA = RB = q x L / 2 + P/2 = M = q x l^2 / 8 + P x l /4 = 7268 kg 8344 kg kgm Dimensionado como viga pared: z = 1.18 m Z= M/z = kg A = Z/sa = 4.95 cm2 sa = 2400 kg/cm2

13 8,6) Armadura de suspensión: pos 19+A1 En zona de losa Se disponen horquillas de longitud l>= 0,5 * Ly + empalme l>= 1.48 m Anec = p2/sa = 0.51 cm2/m En zona de LT3 Anec = P/sa = 3.03 cm2 9) VERIFICACION DE ESTANQUEIDAD: (Según el Cap, VIII,2,2 "VERIFICACION ESPECIAL" Del Manual de Cálculo de Estructuras de Hormigón Armado, I.C.P., Ing. Pozzi Azzaro, pág. 308) (Se verifica la losa de fondo por ser la más solicitada) a) Determinación de la tensión de comparación: Caso normal de estanqueidad: 3 2 sv =1,1 bcn bcn = 210 kg/cm2 sv = 38.9 kg/cm2 b) Determinación del espesor ideal y verificación: di = d (1 + sm/sn) d= 20 cm A= 2000 cm2 W= cm3 s/x... Nx= 581 kg/m sn = 0.29 kg/cm2 Mx= kg cm/m sm = 7.59 kg/cm2 di = 542 h = 1.8 Condición que debe cumplirse: h *(sn +sm) <=v 14.2 <= 38.9 CUMPLE s/y... Ny= 779 kg/m sn = 0.39 kg/cm2 My= kg cm/m sm = 7.71 kg/cm2 di = 416 h = 1.8 Condición que debe cumplirse: h *(sn +sm) <=v 14.6 <= 38.9 CUMPLE 10) REACCIONES A LAS COLUMNAS: R = 12.2 t (Con sobrecarga en losa de tapa) R = 11.6 t (Sin sobrecarga en losa de tapa) Carga total del tanque: 46.4 t

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