Unversdad de Conepón Departamento de Ingenería Cvl Asoaón Chlena de Ssmología e Ingenería Antsísma Nº A1-15. EVAUACIÓN DE A NUEVA NORMA ACI 350 EN ESTANQUES SEMIENTERRADOS DE ORMIGÓN ARMADO. Fernando Yáñez Urbe 1 y Crstán Fuentes enríquez 1.- Ingenero Cvl, Dretor del IDIEM, Unversdad de Chle. Plaza Erlla 883, Santago, Chle. emal: fyanez@ng.uhle.l.- Ingenero Cvl, IDIEM, Unversdad de Chle. Plaza Erlla 883, Santago, Chle. emal: fuentes@dem.uhle.l RESUMEN En nuestro país no exste una norma espeífa para el dseño de estanques de hormgón armado, esto motva a evaluar omo mpataría el uso del ódgo ACI 350-01, en la práta hlena. Para ello se esogó un estanque retangular sementerrado, dseñado hae 0 años que tene una apadad de 0.000 m 3, el que se redseño utlzando sísmamente el ACI 350.03-01, omplementara al ACI 350-01. as normas ameranas no nluyen ssmos de orgen subdutvos, por lo que fue neesaro ajustar los parámetros y euaones. Este ajuste fue realzado utlzando la norma NCh 369 Of. 003 Dseño Sísmo de estruturas e nstalaones ndustrales. El análss de las fuerzas sísmas nda que la normatva Chlena, al exgr oefentes sísmos mínmos para el aso onvetvo y oefentes sísmos máxmos para el aso mpulsvo sobredmensona el dseño. El uso del proedmento desrto en el ódgo ACI 350.03-01 onsderando R =4 para el aso mpulsvo, R =1 para el aso onvetvo y los parámetros sísmos de la norma NCh 369 Of. 003 ondue a un dseño muy smlar al usado tradonalmente en Chle. Palabras Clave: Estanques, Dseño Sísmo, ACI 350.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle 1. INTRODUCCION os estanques son nstalaones ndspensables en el proeso de dstrbuón del agua potable, son ellos los que permten regular el volumen y reservar el agua para las horas de mayor onsumo o que se requere en stuaones espeales omo un nendo. Forman parte del sstema de almaenamento y están destnados a rebr, almaenar, regular y entregar a la red de dstrbuón el agua potable produda en la planta de potablzaón, o ben extraída desde pozos subterráneos. Estas obras deben mantener su funonamento en forma permanente, por lo que el rtero de dseño debe ajustarse a las ondones de uso, resstr los esfuerzos nternos y no presentar fltraones. a presena de estas últmas puede orgnar una nteraón entre el ambente externo y el agua, permtendo el ngreso de agentes ontamnantes y oasonar problemas de salud a la poblaón abasteda. En estanques elevados un mal dseño puede ser fálmente detetado, sn embargo, en estanques enterrados y sementerrados se presentan dferenas sgnfatvas on respeto a los que están sobre el nvel del suelo, debdo a que la mayor parte de éste no está a la vsta, por lo que la mayoría de los daños dretos no serán vsbles, lo que hará que la determnaón real de los daños sea usualmente muho más lenta y laborosa. Cuando un estanque de agua sufre deteroros en ualquera de sus omponentes, representa pérddas eonómas, además un estanque fuera de funonamento trae omo onseuena dreta dejar a una poblaón sn abastemento, lo que es naeptable. Además se debe onsderar que el proeso de reparaón o rehabltaón es muho más ostoso que un tratamento preventvo al momento de onstrur. En Chle la gran mayoría de los estanques enterrados y sementerrados son realzados en hormgón armado, debdo a su faldad de moldeo, bajo osto relatvo y gran durabldad. Aparte de la apadad resstente de la estrutura, el prnpal problema es el de onservar su estanqudad (onsderando que este tpo de estruturas mantenen volúmenes que van desde los 0 m 3 a 0.000 m 3 ) medante el empleo de elementos adeuados y un orreto ontrol de la fsuraón produto de un buen dseño y detallamento. Por otra parte, en nuestro país no exste una norma dedada exlusvamente al dseño sísmo de estanques, sn embargo, onsderaones mínmas para este tpo de estruturas son nludas en la norma hlena NCh 369 Of. 003: Dseño Sísmo de Estruturas e Instalaones Industrales. No obstante, es neesaro utlzar normas y bases de dseño apropadas al tpo de estrutura que se planee onstrur. En este aso una exelente norma es la ACI 350-01 Code Requrements for Envronmental Engneerng Conrete Estrutures. En este trabajo se pretende omparar un dseño realzado on esta norma, ACI 350-01, on un dseño de auerdo a la práta orrente hlena.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle. ANÁISIS SISMICO a Norma NCh 369 Of. 003 señala que los estanques deben ser analzados, omo mínmo para las aones sísmas en dos dreones horzontales perpendulares. No obstante, los elementos se pueden dseñar para el ssmo atuando según ada una de las dreones del análss onsderado, además el modelo de análss debe onsderar tanto la respuesta horzontal mpulsva omo la respuesta horzontal onvetva asoada a la superfe lbre. Un proedmento de dseño sísmo omún para los estanques se basa en el modelo meáno dervado por G.W. ousner para estanques rígdos. ousner utlza un modelo análogo a un modelo meáno, es der, formuló una dealzaón para estmar la respuesta líquda en estanques rígdos, retangulares y líndros sísmamente extados. En su modelo, dvdó la presón hdrodnáma del líqudo ontendo en dos omponentes: la presón mpulsva, ausada por la porón de líqudo que aeleraba soldara on el estanque, y la presón onvetva ausada por la porón del líqudo que osla dentro del estanque. a omponente onvetva entones fue modelada omo un oslador de un grado de lbertad, onsderando el líqudo omo un materal vsoso, y homogéneo. Basándose en lo anteror el ódgo de dseño ACI 350-01, generó un ódgo espeal para el dseño de estanques bajo las soltaones sísmas (ACI 350.03-01), dentro de este ódgo se establee una metodología para realzar el análss sísmo sguendo el modelo de G.W. ousner para alular las masas y períodos de vbraón de las masas mpulsvas y onvetvas, y a partr de esto parámetros alular los esfuerzos sísmos. Esta metodología es la sguente: 1. Calular el peso de los muros del estanque Ww y de la losa de uberta Wr. Calular el oefente ε 1 de auerdo a la sguente euaón: ε = 0.0151 0.1908 + 1.01 1.0 on el oefente anteror se debe alular el peso efetvo: (.1) W e = εw w + W r. (. ). Calular el peso efetvo de la omponente mpulsva W y de la omponente onvetva W : W W = tanh 0.866 0.866 (.3 ) 1 El oefente ε orresponde a la razón entre la masa dnáma equvalente de la ásara del estanque y la masa total de este.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle W W = 0.64 tanh 3.16 (.4 ) 3. Calular las freuenas naturales de vbrar para la omponente mpulsva ω y para la omponente onvetva ω : m w = w *t w *ρ orresponde a la masa del muro. (.5 ) m W = * * * ρ W orresponde a la masa mpulsva. (.6 ) m = m w +m (.7 ) luego la freuena y período para el modo mpulsvo quedan defndos omo sgue: K ω. = (.8 ) m donde K es la rgdez del muro de hormgón y se defne omo 3 E * tw K = 6 (.9 ) 4*10 h y h es la altura del entro de gravedad entre la masa del muro y la masa mpulsva defnéndose omo h h m m w w = (.10 ) w + h m + m De lo anteror se tene que el perodo mpulsvo es : T π = (.11 ) ω por otra parte para la omponente onvetva, la freuena y el perodo se alulan omo sgue: λ = 3.16g tanh3.16 (.1 ) λ ω = freuena. (.13 ) T π = perodo. (.14 ) ω 4. Seleonar la zona sísma, tpo de suelo, fator de mportana de la estrutura de auerdo a su tpo y el lugar donde será emplazado. os parámetros nvolurados son: Z que orresponde a la aeleraón
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle máxma efetva del suelo, S que es un parámetro de auerdo al tpo de suelo, I que es el fator de mportana. 5. Calular los fatores de amplfaón espetral (C para el aso mpulsvo y C para el aso onvetvo) de auerdo a los períodos obtendos en el punto 3 para ada omponente. Para el aso mpulsvo se tene lo sguente: S T 0.31 seg.: para T> 0.31 seg.:. 75 C = (.15 ) S 1.5.75 C = (.16 ) T 3 S Para el aso onvetvo se tene que el fator de amplfaón esta dado por: T.45 seg.: 6.0 C = (.17 ) T T<.4 seg.: C 1.875.75 = (.18 ) T 3 S 6. Seleonar los fatores de reduón de la respuesta R, para ada una de las omponentes, mpulsva Rw y onvetva Rw, y para los muros del estanque en general Rw. 7. Calular las fuerzas laterales dnámas y el orte basal de auerdo a las sguentes expresones: εww Pw = ZSIC (.19 ) Rw εww Pw = ZSIC (.0 ) Rw W R P R = ZSIC (.1 ) Rw Todos estos parámetros están tabulados en el ódgo y deben ser ajustados a la realdad hlena.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle W P = ZSIC (. ) Rw W P = ZSIC (.3 ) Rw on lo anteror se tene que el orte basal está dado por : ( P + Pw + P ) P V = + (.4 ) R 8. Calular las alturas mportantes del entro de gravedad. Aá se dstnguen dos asos, el prmero es exluyendo la presón en la base (EBP) y el segundo es nluyendo la presón en la base (IBP): aso EBP: la altura mpulsva esta dada por: h < 1.33 = 0.5 0.09375 (.5 ) h 1.33 = 0.375 (.6 ) la altura onvetva se defne omo sgue: h aso IBP: C osh 3.16 1 = 1 (.7 ) 3.16 snh 3.16 la altura mpulsva esta dada por: h < 0.75 = 0.45 0.866 h 0.75 = tanh 0.866 1 8 (.8 ) (.9 )
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle la altura onvetva se defne omo sgue: hc osh 3.16.01 = 1 3.16 senh 3.16 (.30 ) 9. Calular la dstrbuón de las fuerzas vertales para todos los asos, mpulsvas, onvetvas y del muro en un punto ualquera y. donde Pw P P y C y = ZSI εγ Btw (.31 ) Rw y y P y 4 6h ( 6 1h ) = (.3 ) P y 4 6h ( 6 1h ) = (.33 ) Pv = ü qh v y b ü = ZSCvI en que C v =1.0 para estanque retangulares y b orresponde a la razón entre las Rw aeleraones vertal y horzontal y esta razón tene que ser /3. qh y =γ ( -y) orresponde a la presón ejerda por efetos hdrodnámos. 10. Calular los momentos debdo a la aón de las fuerzas sísmas. Se debe alular tanto el momento fletor omo el momento volante produto de estas fuerzas: Momento fletor (Mb): M w =P w *h w (.34 ) M R =P R *h R (.35 ) M = P *h (.36 ) M C =P C *h C (.37 ) ( M w + M R + M ) M C Mb = + (.38 )
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle Momento Volante (Mo): M w =P w *h w (.39 ) M R =P R *h R (.40 ) M = P *h (.41 ) M C =P C *h C (.4 ) ( M w + M R + M ) M C Mo = + (.43 ) 11. Se debe alular la ola máxma generada por los efetos sísmos horzontales de auerdo a la sguente expresón: dmax = ZSI C (.44 ) donde C orresponde al fator de amplfaón espetral alulado anterormente. Antes de aplar esta norma a un estanque en partular, es neesaro ajustar los parámetros sísmos a la realdad hlena. En el ódgo ACI 350.03 Sesm Desgn of qud-contanng Conrete Strutures los parámetros que se deben ajustar son aquellos que perteneen a la euaón general del orte basal que a ontnuaón se nda: ZSIC V = W R (.45 ) a expresón anteror ntenta lustrar el movmento de terra mpuesto, que es representado por un espetro elásto de la respuesta y que se obtene de un expedente real del terremoto para el sto en estudo, o es onstrudo por analogía de los stos on el suelo onodo y uyas araterístas sísmas son tambén onodas. El perfl del espetro de la respuesta es defndo por el produto ZC. Donde el fator Z representa la aeleraón máxma para el sto, mentras que C es un fator espetral dependente de la amplfaón del período. Este últmo es representado omo C y C que orresponden a las respuestas de las omponentes mpulsva y onvetva respetvamente. El fator I orresponde a la mportana que se le da a la estrutura, es una medda que nrementa la segurdad para las dstntas ategorías de estruturas. Por últmo el fator R es el fator de reduón de la respuesta elásta espetral que onsdera la dutldad de las estruturas y las propedades dspatvas de
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle energía, entre otros. Este térmno es dstnto para ada una de las omponentes mpulsvas (R W ) y omponentes onvetvas (R W ). El fator W orresponde al peso total de la estrutura, y para el álulo del orte basal se debe dferenar el peso de ada una de las omponente en estudo, es der, para la omponente del peso mpulsva se debe onsderar W ( E.. ) y para la omponente del peso onvetva W ( E..3 ). Cabe destaar que los parámetros anterores están basados en la norma norteamerana Unform Buldng Code ( UBC) del 1997, no obstante el ambente sísmo subdutvo no es onsderado en detalle por el ódgo antes señalado. En onseuena, es neesaro utlzar métodos de análss y dseño que nluyan al ambente esenalmente subdutvo propo de la plaa de naza, que abara a Chle desde Ara hasta la lattud de la península de Tatao, y tambén que ubran los asos de ssmdad ortal de aráter superfal que se presentan al sur de la península de Tatao y en otras zonas del país. En Chle no exste un norma dedada exlusvamente al dseño sísmos de estanques, sn embargo, onsderaones mínmas para este tpo de estruturas son nludas en la norma hlena NCh 369 Of. 003: Dseño sísmo de estruturas e nstalaones ndustrales ; en esta se señala que el esfuerzo de orte basal horzontal en la base se debe alular de auerdo a la sguentes expresón: Qo = CIP (.46 ) Donde Qo es el esfuerzo de orte en la base, C es un oefente sísmo, I orresponde al fator de mportana de la estrutura y P es el peso de esta sobre el nvel basal. uego el parámetro C se defne en la norma NCh 369 omo sgue: C =.75A gr o n T * T 0.05 ξ 0.4 (.47 ) Donde Ao orresponde a la aeleraón máxma del suelo de auerdo a la zonfaón sísma; T y n son parámetros referdos al suelo de fundaón; T* es el perodo fundamental en la dreón del análss; R es el fator de modfaón de la respuesta; ξ es la razón de amortguamento de la estrutura. Para estanques de hormgón armado se debe utlzar R =3 omo valor máxmo. Para el aso mpulsvo se debe onsderar una razón de amortguamento ξ =0.03, y on esto se tene que el oefente sísmo para este aso queda:
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle Tabla 1. Coefentes sísmos máxmos NCh 369 Of. 003 Coefente Sísmo mpulsvo Zona 1 Zona Zona 3 C 0.17 0.6 0.34 Por otra parte se tene que los oefentes onvetvos deben ser determnados evaluando la euaón E..47 defnda anterormente onsderando los parámetros para el suelo y zonas sísmas desrtos en la NCh 369 Of. 003. En este aso en partular se estmó el oefente onvetvo C, para un suelo tpo II, váldo para donde se enontraba emplazado el estanque en estudo. A partr de lo anteror se realzó un grafo omparatvo entre los valores que se obtene de evaluar el oefente onvetvo, tanto on la Norma ACI 350.03 omo on la NCh 369 Of. 003. C s u e lo T p o II 0. 5 0 0 0. 4 5 0 0. 4 0 0 0. 3 5 0 0. 3 0 0 C [ ] 0. 5 0 0. 0 0 0. 1 5 0 0. 1 0 0 0. 0 5 0 0. 0 0 0 0 4 6 8 1 0 1 1 4 1 6 1 8 0 P e r o d o T [s ] C s u e lo B A C I 3 5 0. 0 3 C m n N C h 3 6 9 o f 0 3 C s u e l o I I N C h 3 6 9 Fgura Nº 1. Gráfo Coefente onvetvo suelto tpo II 3. COMPARACIÓN ACI 350.03-01 y NC 369 Of. 003 Para realzar la omparaón se utlzaron las sguentes onsderaones: Se alularon los esfuerzos onsderando un ssmo atuando en dos dreones perpendulares entre s, atuando sobre el estanque ompleto donde el ssmo en la dreón larga (X) ejere efetos en el lado orto, y el ssmo en la dreón orta ejere efetos sobre el lado largo del estanque. Para el modo mpulsvo se onsderaron los valores máxmos de los oefentes sísmos para la Norma Chlena y la euaón de C expresada en el ACI 350.03-01. Para el modo onvetvo se utlzó el resultado de evaluar las euaones C y del oefente C, esto se debó a que la norma ACI 350.03-01 no
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle posee un valor mínmo para este oefente, y los valores obtendos sempre se enontraron por debajo del rango de valores mínmos exgdos en la norma hlena NCh 369 Of 003. Dado lo anteror se omparó el modo onvetvo onsderando el rango mínmo exgdo por la Nh 369 0f 003, varando el valor del fator de modfaón de la respuesta de 3 a 1 para el aso de la norma hlena, debdo a que esta últma no dsrmna entre modo onvetvo e mpulsvo, sno que entrega un úno valor de R =3 para ambos modos y la norma ACI 350.03-01 onsdera un valor R =1 para el aso onvetvo. Se debe señalar que Mw orresponde al momento produdo por los muros; M orresponde al momento produto de las fuerzas mpulsvas; M orresponde al momento produto de las fuerzas onvetvas; y Mb es el momento total volante en la base del estanque. os resultados obtendos de las omparaones se presentan en las sguentes tablas: Momentos Tabla. Comparaón Momentos Sísmos según X. ACI 350.03-01 ( a ) NCh 369 Of. 003 R=1 ( b ) NCh 369 Of. 003 R=3 ( ) NCh 369 Of. 003 C mín ( d ) [t-m] [t-m] [t-m] [t-m] Mw 1.14 4.6 4.6 4.6 M 3.04 1.31 1.31 1.31 M 4.3 6.03.00 3.73 Mb 5.65 17.97 17.05 9.15 Nota: ( a ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzar R = 4 mpulsvo; R =1onvetvo; ( b ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzar R =3 mpulsvo; R =1 onvetvo; ( ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzando R =3 mpulsvo; R =3 onvetvo; ( d ) Consderando para el álulo del momento sísmo la utlzaón el oefente mínmo onvetvo de auerdo a la NCh 369 Of. 003. Momentos Tabla 3. Comparaón Momentos Sísmos según Y. ACI 350.03-01 ( a ) NCh 369 Of. 003 R=1 ( b ) NCh 369 Of. 003 R=3 ( ) NCh 369 Of. 003 C mín ( d ) [t-m] [t-m] [t-m] [t-m] Mw 0.58 4.6 4.6 4.6 M 3.05 1.34 1.34 1.34 M 7.99 7.6.4 11.66 Mb 8.79 18.44 17.13 0.56 Nota: ( a ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzar R = 4 mpulsvo; R =1onvetvo; ( b ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzar R =3 mpulsvo; R =1 onvetvo; ( ) Consdera para el álulo del momento sísmo utlzando R =3 mpulsvo; R =3 onvetvo; ( d ) Consderando para el álulo del momento sísmo la utlzaón el oefente mínmo onvetvo de auerdo a la NCh 369 Of. 003.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle 4. CONCUSIONES El dseño sísmo se efetuó utlzando en su totaldad lo dspuesto por el ódgo ACI 350.03-01, es der, se utlzaron todos los parámetros sísmos orrespondentes a la lasfaón que hae el UBC para Santago de Chle, la que uba a esta udad en zona 4. El msmo ódgo ACI 350-01, en el apítulo 1, establee dsposones que se deben segur para desarrollar un análss sísmo en estruturas ambentales. Pero para regones on alto resgo sísmo, omo es el aso de Chle, se exge utlzar el ódgo ACI 350.03-01, de dseño sísmo de estanques. a metodología utlzada es sólo para estanques retangulares y que están apoyados en la superfe o enterrados o sementerrados. Para estanque rulares se deben haer ajustes a las euaones para estanque retangulares las que apareen detalladas en el ACI 350.03-01 Esta metodología evdentemente debe ser ajustada a la realdad del país, puesto que los oefentes sísmos utlzados por el ACI 350.03-01 están basados en los parámetros sísmos del Unform Buldng Code (UBC-1997) los uales no serían váldos para ssmos del tpo subdutvo, omo son los terremotos en Chle. Por otro lado, la norma NCh 369 Of. 003 establee que las masas y alturas partpantes en los esfuerzos hdrodnámos pueden ser alulados medante la metodología expuesta en el punto de este doumento, pero los oefentes sísmos, mpulsvos y onvetvos, deben ser alulados de auerdo on la euaón 5. de la NCh 369 Of.003. Para alular los oefentes sísmos mpulsvos y onvetvos es neesaro defnr los valores del fator de modfaón de la respuesta R. a norma NCh 369 Of.003 no dsrmna entre el aso mpulsvo y onvetvo, para el valor de R, ndando que se debe onsderar R = 3 para ambos modos analzados, y un amortguamento de ξ= 0.03 para el aso mpulsvo y ξ = 0.005 para el onvetvo. No obstante la norma hlena entrega la lbertad al dseñador para elegr parámetro R menor, preva justfaón. Por el ontraro el ódgo ACI 350.03-01 establee valores dstntos para los asos mpulsvos y onvetvos, R =4 aso mpulsvo y R =1 para el aso onvetvo. En este estudo se alularon los oefentes sísmos para las sguentes ombnaones de R: (a) NCh 369 Of.003: R = 3 mpulsvo; R =3 onvetvo. (b) NCh 369 Of.003: R =3 mpulsvo; R =1 onvetvo. () ACI 350.03-01 : R = 4 mpulsvo; R =1onvetvo. (d) NCh 369 Of. 003 onsderando el oefente mínmo onvetvo de auerdo al artíulo 11.8.8 de esta norma.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle 4.1 Modo mpulsvo: Al omparar el modo mpulsvo de la NCh 369 Of. 003 on el ACI 350.03-01 se puede ver que los valores de los oefentes son muy dstntos entre s, C = 0.6 para la norma hlena y C =0.06 para la norma amerana. Esto aplado al ejemplo se tradue en grandes dferenas en las fuerzas obtendas lo que se puede ver en la sguente tabla: Tabla 4. Comparaón momentos sísmos. Momentos Dreón X Dreón Y ACI 350.03-01 NCh 369 Of.003 ACI 350.03-01 NCh 369 Of.003 Mw 1.14 4.6 0.58 4.6 M 3.04 1.31 3.05 1.34 De lo anteror se puede dedur que la norma hlena al onsderar oefentes sísmos altos sobredmensona las fuerzas, por lo que al aplar estas a los elementos mplaría un aumento en la seón resstente y un aumento en la antdad de armadura requerda. 4. Modo Convetvo: Para el modo onvetvo se obtuvo los sguentes resultados: Tabla 5. Coefentes onvetvos. Coefente Dreón Fator onvetvo X: T= 3.7 [s] Y: T= 1.1 [s] C NCh 369 0.003 0.006 R = 3 Of. 003 0.008 0.019 R = 1 0.030 0.030 C mín C ACI 350.03-01 0.005 0.00 R = 1 De la tabla anteror se desprende que los oefentes sísmos para R =1 son del msmo orden, lo que se tradue en fuerzas sísmas muy paredas. Sn embargo, se enuentran muy por debajo del mínmo exgdo por la norma NCh 369 Of.003. Por otra parte se tene que para R = 3 los oefentes sísmos son muho más pequeños que los valores mínmos exgdos por la norma hlena, por lo que para el dseño en este aso se debe onsderar el oefente mínmo, lo ual sobredmensona la fuerza ejerda por la omponente onvetva sobre las paredes del estanque.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle Aunque en ambos asos se está por debajo del mínmo se realzó el dseño onsderando R =1 para el aso onvetvo y R =4 para el mpulsvo (ACI 350.03-01), debdo a que los resultados obtendos se asemejan al dseño orgnal del ejemplo. Esto pone en manfesto que la norma amerana, al dsrmnar entre los valores de R, se obtenen resultados aordes y no ae en el sobredseño de los elementos, en el que se nurrría s se usara la NCh 396 Of.003. Para el aso estudado, en los muros permetrales onsderando un metro lneal de estos, se obtuvo que los oefentes sísmos alulados de auerdo a la norma hlena, son bastante altos en omparaón a los obtendos on el ACI350.03-01. Cabe destaar que dentro de los resultados sísmos obtendos en este estudo y de auerdo al ACI 350.03-01 las fuerzas laterales onvetvas, son el 63% y el 86% del esfuerzo de orte total, en la dreón X e Y respetvamente. Por otra parte, en la norma hlena predomnan los esfuerzos mpulsvos, sendo en ambas dreones prátamente la totaldad del orte, haendo prátamente nsgnfante el aporte del modo onvetvo. Esto se debe a que la norma Nh 369 Of. 003 exge alular el oefente sísmo mpulsvo a partr de los oefentes máxmos establedos en la norma ( tabla 5.7 NCh 369 Of.003), y para este aso en partular se obtuvo C =0.6, el ual es muy superor al alulado on el ACI 350.03-01. REFERENCIAS ACI Commttee 350 (001), Code Requrements for Envronmental Engneerng Conrete Strutures (ACI 350-01) and Commentary (350R-01), Ameran Conrete Insttute, Farmngton lls, USA. ACI Commttee 350 (001), Sesm Desgn of qud-contanng Conrete Strutures (ACI 350.3-01) and Commentary (350.3R-01), Ameran Conrete Insttute, Farmngton lls, USA. Fuentes, C. (004), Evaluaón de la Norma ACI 350 en Estanques Sementerrados de ormgón Armado memora para optar al ttulo de Ingenero Cvl, Departamento de Ingenería Cvl. Faultad de Cenas Físas y Matemátas Unversdad de Chle. aroun, M. A.(1984), Stress Analyss of Retangular Walls Under Sesmally Indued ydrodynam oads, Bulletn of the Sesmologal Soety of Amera, 74:3, 1031-1041. ousner, G. W. (1955), Dynam Pressures on Aelerated Flud Contaners, Bulletn of the Sesmologal Soety of Amera, 47, 15-35. ousner, G. W. (1963), Dynam Pressure on Flud Contaners Tehnal Informaton (TID) Doument 704 U.S. Atom Energy Commsson, Chapter 6, and Appendx F.
Congreso Chleno de Ssmología e Ingenería Antsísma IX Jornadas, 16-19 de Novembre de 005, Conepón - Chle ousner, G.W. (1963), The Dynam Behavor of Water Tanks, Bulletn of the Sesmologal Soety of Amera, 53:, 381-387. ousner,g.w. and aroun, M.A.(1981), Sesm Desgn of qud Storage Tanks Journal of the tehnal ounls of ASCE, 107:TC1, 91-07. INN (003), NCh 369 Of. 003 Dseño sísmo de estruturas ndustrales, Santago de Chle. New Zealand Standard, (1986) Code of Prate for Conrete Strutures for the Storage of quds, NZS 3106. Unform Buldng Code (UBC) (1997) Dvson IV-Earthquake Desgn 16:, and appendx 16:. NOTACION : altura máxma de la olumna de agua. w : altura del muro. h: altura del entro de gravedad entre la masa del muro y la masa mpulsva. hr: altura de la losa de uberta desde la base del estanque h: altura mpulsva no onsderando la presón que se sente en la base del estanque. h: altura onvetva no onsderando la presón que se sente en la base del estanque. h : altura mpulsva onsderando la presón en la base. h : altura onvetva onsderando la presón en la base. Tw: espesor muro T: perodo mpulsvo T : perodo onvetvo.. ü: aeleraón efetva espetral tomada desde un espetro de respuesta nelásta vertal, este es dervado según una esala desde un espetro de respuesta elásta horzontal, expresado omo una fraón de la aeleraón de gravedad. W: peso onvetva. W: peso mpulsvo. Wr: peso de la losa de uberta. Ww: peso de los muros del estanque. W : peso total del lqudo ontendo en el estanque y: Toda dstana ualquera a partr de la base del estanque. Z: aeleraón máxma efetva del suelo según el ACI 350-0. γ: peso espeífo del hormgón armado (,5 t/m 3 ) γl: peso espefo del agua, en (t/m 3 ). ξ: Razón de amortguamento de la estrutura ρ: densdad del hormgón. ρl: densdad del lqudo.