INFORME

RESERVORIOSEMI ELEVADO (V=100m3)

INDICE

A. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

1.1 INTRODUCCION

1.2 ESTRUCTURACION

1.3 CIMENTACION

1.4 CARGAS Y SOBRECARGAS.

1.5 PARAMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE.

1.6 ANALISIS SISMICO

1.7 DISEÑO ESTRUCTURAL

1.8 NORMAS

B. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

INFORME

A. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

1.1 INTRODUCCION

En el presente informe se desarrollaran los aspectos que involucran al diseño estructural del Reservorio Semielevado que forman parte del proyecto del sistema de agua potable.

La estructura se diseñara para resistir las presiones hidráulicas y sobrecargas que les impongan como consecuencia de su uso previsto. Estas actuaran en las combinaciones prescritas y no causaran esfuerzos que excedan los admisibles a nivel de cargas de trabajo.

1.2 ESTRUCTURACION

Para fines de análisis y diseño se ha divido en partes la siguiente estructura:

Reservorio Elevado:

- Cimentación- Estructura de Soporte- Cuba- Cubierta de Cúpula Esférica

1.2.1 Reservorio de 100m3

El reservorio de 100m3 de capacidad, presenta una altura total de 19.25mts medidas entre en nivel de terreno y Techo de cúpula y un Tirante de agua de 3.44mts. El reservorio presenta las siguientes características geométricas:

Cúpula, superficie tipo casquete esférico con radio interior 6.84m, y espesor de

0.075m.

Viga de apoyo de la Cúpula 0.35x0.25 m2.

Pared cilíndrica, radio interior de 3.75m, altura 3.80mts y espesor de 0.25m.

Viga de apoyo de Pared Cilíndrica 0.55x0.60 m2.

Fondo esférico de radio 6.46mts y espesor de 0.20

Estructura de soporte 0.25m de espesor y altura de 14.15mts

Platea de cimentación de radio 6.00mts.

1.3 CIMENTACION

Para el reservorio Elevado se ha previsto una cimentación de tipo platea con cimiento de concreto armado a un nivel de profundidad de 1.85m, medido respecto del nivel de la explanación.

El estrato donde se cimentara la estructura deberá ser compacto de tal forma que se eviten asentamientos diferenciales tanto par la losa de fondo como para la cimentación de las estructuras.

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1.4 CARGAS Y SOBRECARGAS .Las cargas Verticales consideradas para el diseño son las siguientes:

PERMANENTES . - Peso propio de los elementos de concreto Armado 2400 Kg/m³.

- Peso del agua 1000 Kg/m³.

VIVAS DE OCUPACION.- Sobrecarga en la Cúpula 50 Kg/m².

Las Cargas horizontales consideradas son las siguientes:

- Empuje Hidrostático 1000*H Kg/m².

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.

Para el análisis se utilizaran las propiedades de los materiales que se describen a

continuación.

Concreto armado en la cuba del Reservorio elevado (Techo cúpula, Muro Cilíndrico y fondo esférico de cuba)Resistencia característica f´c = 280 kg/cm²

Peso especifico p.e = 2400 Kg/m³

Concreto armado en Estructura de soporteResistencia característica f´c = 210 kg/cm²

Concreto armado en CimentaciónResistencia característica f´c = 210 kg/cm²

Acero de refuerzoResistencia característica fy = 4200 kg/cm²

Especificación ASTM A615/GRADO 60

Modulo de elasticidad

Para concreto de peso normal Ec = 15000 kg/cm²

Para el acero Es = 2.0E+06 kg/cm²

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1.5 PARAMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE. Factor de zona : Lima Z=0.40

Factor de Importancia : Reservorios I=1.50

Factor de Suelo : Suelos rigido S=1.00

Coeficiente de reducción

Ri (Coeficiente para masa impulsiva) ACI 350.3.06 Rwi=2.0

Rc (Coeficiente para masa convectiva) Rwc=1.0

Periodo predominante del suelo : Tp=0.40 sg

Contribución de la carga viva : 100%

1.6 ANALISIS SISMICO Para el análisis de las estructuras de almacenamiento de agua se ha aplicado programas de computo SAP2000, que basados en aplicación de los conceptos de elementos finitos, determinan los esfuerzos resultantes de los elementos que compone la estructura debido a las aplicaciones de cargas a las que serán sometidas.

El análisis sísmico se efectuó siguiendo las indicaciones de la norma Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures (ACI 350.3)

Para el análisis, la estructura fue modelada con una malla de elementos finitos tipo shell, la cual representa tanto los muros y las losas. La malla posee tanto las propiedades del material empleado (concreto) como los espesores de los muros y losas.

Las cargas hidrostáticas fueron asignadas a los muros y losas por medio de joint patterns teniendo en consideración la gradiente en la distribución de las presiones.

Para el análisis sísmico dinámico se modeló el movimiento del agua con un conjunto de puntos a los cuales les fueron asignados la masa convectiva del agua y un constrain con un grado de libertad traslacional en la dirección de análisis. Estos puntos fueron unidos a las paredes cilíndricas para transmitirles la fuerza sísmica por medio de resortes con una rigidez obtenida a partir de la masa de agua convectiva y el periodo convectivo hallados con la norma ACI 350.3. En todos los nudos de los elementos shell se consideraron, además, los grados de libertad estáticos correspondientes y se les asignaron las masas impulsivas halladas con la norma ACI 350.3.

Para efectos de comprobación se usó además una representación estática de las solicitaciones sísmicas obtenidas con la norma ACI 350.3, hallándose valores muy similares a los del análisis dinámico, por lo que el diseño se realizó con los resultados de este último

Luego La respuesta sísmica se obtuvo empleando el método de superposición espectral considerando como criterio de combinación la “Combinación Cuadrática Completa”, (CQC) de los efectos individuales de todos los modos

1.7 DISEÑO ESTRUCTURAL Los elementos que componen las estructuras de almacenamiento de agua se diseñan por el método alternativo de diseño en cual los esfuerzos resultantes debido a las cargas de servicio no deberán superar los esfuerzos admisibles a nivel de trabajo. Las cargas de

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servicios son las cargas vivas, cargas muertas, presión hidráulica y sismos que ocurren, sin considerar amplificación de cargas. Este método es el más adecuado para estructuras de almacenamiento de agua.

1.8 NORMAS Nuestra norma E060-2009 “CONCRETO ARMADO”, indica que el valor de la presión

admisible de la resistencia del terreno podrá incrementarse en 30%, para los estados

de carga en que intervengan las Fuerzas de sismo o viento

La Norma E030-2009 “DISEÑO SISMORESISTENTE”, Sugiere que toda estructura

y su cimentación deberá ser diseñada para resistir el momento de volteo que produce

un sismo de seguridad deberá ser mayor o igual que 1.5

La Norma E020-2009 “Cargas”

ACI – 318 : American Concrete Institute – Concreto Estructural.

ACI – 350.3.06 : American Concrete Institute – Estructuras Hidráulicas

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ZONIFICACION SISMICA

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B. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

ANALISIS SISMICO DEL RESERVORIO ELEVADO REP: V= 100m3

Parámetros de diseño sismo resistente

Factor de zona : Lima Z=0.40Factor de uso : I=1.50Factor de Suelo : Suelos rigido S=1.00Coeficiente de reducción : Rwi=2

Rwc=1

Análisis de la Estructura

El análisis estructural existente se ha elaborado mediante el programa de cómputo denominado SAP2000 (Structural Analysis Programs), basado en procedimientos matriciales e idealizando la estructura con 6 grados de libertad por cada nudo.

El análisis estructural efectuado permitió obtener la fuerza cortante en la base del reservorio que considera los efectos producidos por la masa móvil y la masa fija del agua más peso propio de la estructura.

Los reportes del software utilizado son extensos, sin embargo, con fines ilustrativos se ha extraído y reproduce en esta memoria parte de los resultados.

Esfuerzos resultantes en la cuba del Reservorio

Longitud CARGAS DE SERVICIO FINAL (INL. SISMOS)F11 F22 M11 M22 V23

m Ton/m Ton/m Ton-m/m Ton-m/m Ton/mFONDO ESFERICO

4.00 -23.565 -8.135 0.235 0.744 -1.3143.60 -19.325 -10.417 0.195 0.291 -0.5633.20 -16.108 -11.320 0.143 0.138 0.3192.80 -13.430 -11.584 0.116 0.172 0.2772.40 -11.346 -11.515 0.113 0.242 0.2052.00 -9.647 -11.233 0.138 0.291 0.1261.60 -7.432 -10.769 0.150 0.294 -0.3391.20 -4.588 -10.121 0.134 0.214 -0.8900.80 4.469 -9.283 0.099 -0.120 -1.6550.40 7.968 -8.355 -0.067 -0.623 -2.5870.00 8.435 -8.022 -0.293 -1.400 -2.643

INFORME

Longitud CARGAS DE SERVICIO FINAL (INL. SISMOS)F11 F22 M11 M22 V23

m Ton/m Ton/m Ton-m/m Ton-m/m Ton/mPARED CILINDRICA

3.95 8.660 -1.656 -0.019 -0.088 0.7443.56 7.545 -2.029 0.044 0.203 0.2333.16 7.912 -2.547 0.065 0.294 -0.1682.77 9.133 -3.051 0.053 0.226 -0.2272.37 10.984 -3.682 0.036 0.135 -0.2141.98 13.064 -4.443 -0.031 -0.093 -0.2741.58 14.777 -5.299 -0.053 -0.200 -0.2391.19 15.380 -6.275 -0.071 -0.294 0.0620.79 14.272 -7.472 -0.066 -0.282 0.7160.40 11.729 -9.092 0.024 0.079 1.9480.00 10.393 -9.358 0.156 0.768 1.948

Longitud CARGAS DE SERVICIO FINAL (INL. SISMOS)F11 F22 M11 M22 V23

m Ton/m Ton/m Ton-m/m Ton-m/m Ton/mCUPULA

3.50 -2.350 -2.348 0.006 0.006 -0.0183.15 -2.340 -2.337 0.002 0.000 -0.0042.80 -2.313 -2.340 0.001 0.000 -0.0022.45 -2.315 -2.360 0.000 -0.001 0.0002.10 -2.349 -2.404 0.000 -0.001 0.0051.75 -2.395 -2.472 0.000 0.002 0.0141.40 -2.348 -2.560 0.002 0.007 0.0221.05 -1.978 -2.633 0.005 0.015 0.0110.70 -1.008 -2.611 0.007 0.018 -0.0580.35 1.314 -2.365 0.004 -0.009 -0.1900.00 2.076 -2.193 -0.017 -0.081 -0.196

Descripcion Fza Axial

Tn

Viga de Apoyo de Cupula 3.140Viga de Apoyo de Pared Cilindrica 16.190

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PROYECTO:

RESERVORIO ELEVADO m3

Volumen Nominal de Reservorio 100.00 m3 ESFUERZOS ADMISIBLES (Servicio)

Acero de Refuerzo : fy 4,200.00 kg/cm2 Acero de Refuerzo:

Concreto en contacto con agua : f'c 245.00 kg/cm2 Traccion directa 1,400.00 kg/cm2

Concreto en cupula : f'c 245.00 kg/cm2 Traccion por flexion 1,890.00 kg/cm2

Concreto en Estructura de soporte : f'c 210.00 kg/cm2 Concreto:

Concreto en Cimentacion : f'c 210.00 kg/cm2 Traccion 24.50 kg/cm2

Densidad de Concreto γc 2,400.00 kg/m3 Compresion 110.25 kg/cm2

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903 kg/cm2 PRESION ADMISIBLE DEL TERRENO

Coeficiente de contraccion del concreto : C 0.0003 σt >: 4.00 Kg/cm2

Recubrimiento en cupula 3.0000 cm PARAMETRO SISMICO

Recubrimiento en muro interior 5.0000 cm Z 0.40 Zona 3: Lima

I 1.50 Factor de Uso:Func. Desp. de sismo

Sobrecarga en la Cupula 50.00 kg/m2 S 1.00 Suelo tipo S1: Suelos rigido

Peso propio de Liquido γ L 1,000.00 kg/m3 R wi 2.00 Tanque de base fija

Peso propio del suelo γ: 1,800.00 kg/m3 R wc 1.00 Tanque de base fija

Profuntidad de cimentacion h f: 1.95 m Ts: 0.40 Periodo de suelo tipo S1

Cuba

Radio de cuba: a 3.35 m

Radio de cuba asumida: a 3.75 m 1.12

Diametro de conducto central: Dext 1.80 m 6.84

Flecha requerido fondo esferico: f ' 0.94 m

Flecha Asumido fondo esferico: f ' 1.20 m 3.75

Radio del fondo Esferico: r ' 6.46 m

Altura Total requeridode agua: h1 2.88 m

Altura Total asumida de agua: h1 3.45 m 3.45

Volumen sobre el fondo esferico : V1 125.00 m3 1.20

Volumen del conducto central: Vch 5.73 m3 6.46

Volumen de almacenamiento de la cuba: Valm 119.28 m3

Angulo interior (horizontal y tangente a curva): β1 35.49 grad

Cubertura

Flecha requerido cubertura: f' 1.120 m

Radio de cubertura: r 6.838 m

Altura Equivalente del agua almacenada H L: 2.26 m Parametro sismico

Diametro interior del Reservorio D: 6.70 m Factor de Zona Z: 0.40Altura total del fuste H f 15.20 m Factor de importancia I: 1.50

Reserv. proy. para seguir funcionando despues de un sismoComponentes del peso para Reservorios Cilindricos Factor de modificacion de Respuesta: (Reservorios Elevados)Peso del Agua almacenada W L: 119.28 tn R wi 2.00 Peso de pared del Reserv c/influencia de agua W w : 100.9604835 tn R wc 1.00 Peso del techo del Reservorio + s/c W r: 11.41 tn Propiedades DinamicasPeso del fuste W f: 221.90 tn Mod.de elast. Concreto del fuste: Ec 2,173,707 tn/m2Peso de la Masa impulsivo del agua W i: 45.98 tn Momento de Inercia del fuste I f 41.46 m4Peso de la Masa convectiva del agua W c: 68.73 tn Rigidez a la flexion Ks 76,994.09 tn/m

Periodo natural de la masa Impulsiva Ti: 0.100 sgCoeficiente de masa efectiva ξ : 0.59 Coeficiente λ 5.527Peso Masa del reserv Vacio y 1/3 del fuste Ws=(ξ*Ww+Wr+1/3*W f) 144.94 tn Frecuencia natural de la masa convectiva w c: 2.135 rad/s

Periodo natural de la masa convectiva T c: 2.943 seg

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

1. DATOS DE DISEÑO

2. DIMENSIONES DE LA CUBA

2. ANALISIS SISMICO DE LA CUBA

a

h1

r'f'

f

Dext

r

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PROYECTO:

RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

Ptos de aplicación de las componentes del peso, excl. presion en la Base (EBP)

Ubicación de centro de masa de la Cuba Vacia h w: 1.62 m Factores de amplificacion espectral

Ubicación de Masa impulsiva (EBP) h i: 0.85 m Coeficiente impulsiva de la estructura soporte C i: 2.75

Ubicación de Masa convectiva (EBP) h c: 1.26 m Coeficiente convectiva C c: 0.69

Ptos de aplicación si se considera la presion en la Base (IBP) Fuerzas dinámicas laterales arriba de la base (P=Z*S*I*C/R*W)

Ubic. Masa impul. (Inc. Presion Base IBP) h i': 2.65 m Fuerza de Inercia del Reservorio P s 119.58 tn

Ubic. Masa Convect. (Inc. Presion Base IBP) h c': 2.42 m Fuerza Lateral de la masa impulsiva P i 37.94 tn

Fuerza Lateral de la masa convectiva P c 28.57 tn

Ptos de aplicación con respecto a nivel de la base fija (cimentacion) Fuerza total cortante en la base V=√((Ps+Pi)²+Pc²) 160.08 tn

Ubicación de Masa de la cuba hc.g: 16.82 m

Ubicación de Masa impulsiva total h i'+hs: 17.85 m Mto de volteo en la base del depósito, incluyendo el fondo y la estructura soportante (IBP)

Ubicación de Masa convectiva h c'+hs: 17.62 m Mto flexionante cuba Ms 2,011.52 tn-m

Mto flexionante impulsiva M i 677.25 tn-m

Aceleracion Vertical (Reservorios Cilindricos) Mto flexionante Convectiva M c 503.31 tn-m

Periodo natural de vibración de movto vertical líquido Tv: 0.011 sg Mto flex. total en la base M b=√((Ms+Mi)²+Mc²) 2,735.47 tn-m

Factor de amplificación espectral para el mov. vertical Cv: 2.750

Aceleración espectral de respuesta inelástica vertical a v: 0.550 Desplazamiento (oscilacion) del agua para Tanques Circulares

Desplaz del agua para reserv cilindrica Dmax 0.70 m

Distribucion de la Fuerza en la Pared de la Cuba

Altura Equivalente del agua almacenada H L: 2.26 m

Altura total de agua almacenada H ι: 3.45 m

Peso de pared cilindrica W w1 : 55.71 tn

Fuerza de Inercia de la Pared cilindrica P w1: 27.11 tn

Direccion del sismo θ: 0.0 º

h y P wy P iy P cy p vy P y

m m tn/m tn/m tn/m tn/m2 tn/m

Pared Cilindrica

3.95 Distribución de la presión hidrodinámica en las paredes del tanque

3.45 3.45 3.43 0.00 10.64 0.00 11.18

3.16 3.16 3.43 0.00 10.10 0.16 10.80

2.77 2.77 3.43 0.00 9.36 0.38 10.73

2.37 2.37 3.43 1.50 8.62 0.59 11.74

1.98 1.98 3.43 3.70 7.89 0.81 13.63

1.58 1.58 3.43 5.89 7.15 1.03 15.97

1.19 1.19 3.43 8.08 6.41 1.25 18.59

0.79 0.79 3.43 10.28 5.67 1.46 21.38

0.40 0.40 3.43 12.47 4.94 1.68 24.29

0.00 0.00 3.43 14.66 4.20 1.90 27.27

Distribucion de la Presion en la pared de la Cuba

h y p wy p iy p cy p vy p y

m m tn/m2 tn/m2 tn/m2 tn/m2 tn/m2

Pared Cilindrica

3.95

3.45 3.45 0.33 0.00 1.80 0.00 1.83

3.16 3.16 0.33 0.00 1.71 0.16 1.74

2.77 2.77 0.33 0.00 1.58 0.38 1.66

2.37 2.37 0.33 0.29 1.46 0.59 1.69

1.98 1.98 0.33 0.70 1.33 0.81 1.87

1.58 1.58 0.33 1.12 1.21 1.03 2.15

1.19 1.19 0.33 1.54 1.08 1.25 2.490.79 0.79 0.33 1.95 0.96 1.46 2.870.40 0.40 0.33 2.37 0.83 1.68 3.28

0.00 0.00 0.33 2.79 0.71 1.90 3.71

2.1375

1.831.74

1.66

1.69

1.87

2.15

2.49

2.87

3.28

3.710.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

Ubi

caci

ón (

m)

p y (tn/m2)

Presiones Hidrodinamica en la pared del Reservorio

Presion Dinamica

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RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

Radio : R 6.838 m Mod.de elast. Concreto: Ec 234,787 kg/cm2

Flecha : f 1.12 m Relacion de modulos: n 8.68

Espesor 0.075 m Espesores requerido por Traccion y Momentos

Peso por unidad de Area: 0.180 tn/m2 Espesor req por traccion : e req 0.73 cm

Sobrecarca : 0.050 tn/m2 Espesor req por flexion : e req 4.71 cm

Acero de reparticion

Traccion max en paralelo Nθ 2.076 tn/ml Ref max req en paralelo : As r 1.10 cm2

Mto max neg en meridiano MØ 0.081 tn-m/ml Ref prop en paralelo: As prop 3.56 cm2

Mto max post en meridiano MØ 0.018 tn-m/ml Ø 3/8 @ 20.00 cm

Encofrado Eo: 48.119 m2 Ref max req en meridiano: A sr 1.20 cm2

Peso propio de cupula cupula PTc 9.00 tn Ref prop en meridiano 2.85 cm2

Ref prop en meridiano Ø 3/8 @ 25.00 cm

Control del Agrietamiento Recubrimiento del concreto dc 3.48 cmPeralte efectivo d 4.02 cmCuantia proporcionada ρ prop: 0.00708 Coeficiente j: 0.902 Esfuerzo en el acero fs: 783.18 kg/cm2Ancho limite superficial promedio de agrietamiento : Z 6,621.05 kg/cmAncho limite superficial permisibe de agrietamiento : Z adm 20,555.00 kg/cm

Fuerza Horizontal: Hr 0.94 tn/ml Seccion requerido por Traccion (Metodo por carga de Servicio)

Traccion anular: Tn 3.14 tn Area concreto req. 164.68 cm2

Area concreto prov. 750.00 cm2

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903 kg/cm2 Ancho: b 30.00 cm

Mod.de elast. Concreto: Ec 234,787 kg/cm2 Peralte: h 25.00 cm

Relacion de modulos: n 8.68

Acero por traccion

Peso de viga de apoyo 3.96 tn As req 2.24 cm2

Ref. proporcionado 4 Ø 1/2 5.07 cm2

3. DISEÑO DE LA CUPULA

4. DISEÑO DEL ANILLO DE APOYO DE LA CUPULA

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RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

Taccion maxima en paralelo: Nθ 15.38 tn/m Predimencionamiento por Traccion y Flexion (Metodo por carga de Servicio)

Mto max neg en meridiano MØ 0.294 tn-m/ml Esp req por traccion : e req 8.07 cm

Mto max post en meridiano MØ 0.768 tn-m/ml d requerido por flexion: 6.83 cm

Espesor Proporcionado : 25.00 cm

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903 kg/cm2

Mod.de elast. Concreto: Ec 234,787 kg/cm2 Acero de reparticion

Relacion de modulos: n 8.68 Ref max req en paralelo: A sr 10.99 cm2

Factor de flex. Elast. : K 0.34 Ref max prop en paralelo 12.67 cm2

Factor del par interno: J 0.89 Ref min req en paralelo : A smin 6.83 cm2

Ref min prop en paralelo c/capa Ø 1/2 @ 20.00 cm

Altura libre del cilindro 0.50 m

Ref max req en meridiano c/int: A srv 2.34 cm2

Peso de pared Cilindrica 51.747 tn Ref prop en meridiano c/int: A srv prop 7.13 cm2

Peso del conducto central 4.20 tn Ref max req en meridiano c/ext: A srv 0.90 cm2

Ref prop en meridiano c/ext: A srv prop 3.56 cm3

Ref min req en meridiano c/cap: A smin 5.09 cm2Ref prop en meridiano c/int Ø 3/8 @ 20.00 cm

Baston en meridiano c/int. 3/8 @ 20.00 cm

Ref prop en meridiano c/ext Ø 3/8 @ 20.00 cm

Verificacion del espesor para control de fisura por traccion

Esfuerzo de traccion para el acero f ts 1,214.11 kg/cm2

Esfuerzo de traccion del concreto fc=(C*Es*As+N)/(Ac+nAs) 8.86 kg/cm2

Esfuerzo adm traccion concreto f t adm: 24.50 kg/cm2

El Espesor elegido del muro es conforme

Control de fisuras por flexion

Recubrimiento del concreto dc 5.48 cm

Peralte efectivo d 19.52 cm

Cuantia proporcionada ρ prop: 0.00365

Coeficiente j: 0.926

Esfuerzo del acero por flexion fs: 596.18 kg/cm2

Esfuerzo admisible del acero f s adm 1,890.00 kg/cm2

Ancho superficial promedio de agrietamiento : Z 5,027.78 kg/cm

Ancho limite permisibe de agrietamiento : Z adm 20,555.00 kg/cm

Fuerza Horizontal: Hr 4.83 tn/ml Seccion requerido por Traccion (Metodo por carga de Servicio)

Traccion anular: Tn 16.19 tn Area concreto req. 849.11 cm2

Area concreto prov. 3,300.00 cm2

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903 kg/cm2 Ancho: b 55.00 cm

Mod.de elast. Concreto: Ec 234,787 kg/cm2 Peralte: h 60.00 cm

Relacion de modulos: n 8.68 Acero por traccion

As req 11.56 cm2

Peso de concreto 18.04 tn Ref. proporcionado 8 Ø 5/8 15.83 cm2

Ø - cm2

5. DISEÑO DE PARED CILINDRICA

6. DISEÑO DE VIGA DE APOYO DE LA PARED CILINDRICA

INFORME

PROYECTO:

RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

Traccion maxima en paralelo: Nθ 8.44 tn/m Predimencionamiento por Traccion y Flexion (Metodo por carga de Servicio)

Mto max neg en meridiano MØ 1.400 tn-m/ml Esp req por traccion : e req 4.42 cm

Mto max post en meridiano MØ 0.744 tn-m/ml d requerido por flexion: 9.22 cm

Espesor Proporcionado : 20.00 cm

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903 kg/cm2

Mod.de elast. Concreto: Ec 234,787 kg/cm2 Acero de reparticion

Relacion de modulos: n 8.68 Ref max req en paralelo: A sr 6.03 cm2

Factor de flex. Elast. : K 0.34 Ref max prop en paralelo 12.67 cm2

Factor del par interno: J 0.89 Ref min req en paralelo : A smin 5.03 cm2

Ref min prop en paralelo c/capa Ø 1/2 @ 20.00 cm

Peso fondo esferico 23.02 tn Ref max req en meridiano c/c: A srv 5.56 cm2

Ref prop en meridiano c/c: A srv prop 6.33 cm2

Ref min req en meridiano c/cap: A smin 3.75 cm2

Ref prop en meridiano c/c Ø 1/2 @ 20.00 cm

Verificacion del espesor para control de fisura por traccion

Esfuerzo de traccion para el acero f ts 665.87 kg/cm2

Esfuerzo de traccion del concreto fc=(C*Es*As+N)/(Ac+nAs) 7.67 kg/cm2

Esfuerzo adm traccion concreto f t adm: 24.50 kg/cm2

El Espesor elegido del muro es conforme

Control de fisuras por flexion

Recubrimiento del concreto dc 5.64 cm

Peralte efectivo d 14.37 cm

Cuantia proporcionada ρ prop: 0.00882

Coeficiente j: 0.893

Esfuerzo del acero por flexion fs: 1,723.84 kg/cm2

Esfuerzo admisible del acero f s adm 1,890.00 kg/cm2

Ancho superficial promedio de agrietamiento : Z 18,668.69 kg/cm

Ancho limite permisibe de agrietamiento : Z adm 20,555.00 kg/cm

Luz Libre: L 7.50 m Factor de flex. Elast. : K 0.34

Peralte req 0.63 m Factor del par interno: J 0.89

Altura de Viga prov. : h 0.70 m

Ancho de viga prov. : b 0.30 m Ref max req superior (-) A sup 3.65 cm2

Ancho de la Losa bw: 1.50 m Ref sup prop.(-) 3 Ø 3/4 8.55 cm2

Espesor de Losa e: 0.15 m

Mto max neg en meridiano M 3.980 tn-m Ref max req inferior (+) A inf 4.45 cm2

Mto max post en meridiano M 4.850 tn-m Ref Inf prop.(+) 3 Ø 3/4 8.55 cm2

Numero de viga 1 und

Peso 7.02 tn

9. DISEÑO DE FONDO ESFERICO

10. DISEÑO DE VIGA TRANSVERSAL

INFORME

PROYECTO:

RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

I. Fuerzas sismicas de la estructura N+ 0.00 m

Descripcion Ubicación Masa Fza Horizontal Mto flexionante

m tn tn tn

Peso de la Masa impulsivo del agua 17.853 45.982 37.935 677.255

Peso de la Masa convectiva del agua 17.615 68.728 28.573 503.314

Peso propio de la Cuba Vacia+ 1/3 peso de la estructura de soporte 16.822 144.942 119.577 2,011.516

Peso Total de la estructura vacia + peso del agua P: 453.55 tn

Fuerza total cortante en la base V=√((Ps+Pi)²+Pc²) 160.08 tn

Mto flex. total en la base M b=√((Ms+Mi)²+Mc²) 2,735.47 tn-m

Combinacion Ultima: 1.25 (CM+CV)+CS

Carga Axial Ultima Pu: 566.93 tn

Momento Ultimo Mu: 2,735.47 tn-m

I I . Fuerzas sismicas de la estructura N+ 1.05 m

Descripcion Ubicación Masa Fza Horizontal Mto flexionante

m tn tn tn

Peso de la Masa impulsivo del agua 16.803 45.982 37.935 637.423

Peso de la Masa convectiva del agua 16.565 68.728 28.573 473.312

Peso propio de la Cuba Vacia+ 1/3 peso de la estructura de soporte 15.772 114.264 94.268 1,486.786

Peso Total de la estructura vacia + peso del agua 422.87 tn

Fuerza total cortante en la base V=√((Ps+Pi)²+Pc²) 135.26 tn

Mto flex. total en la base M b=√((Ms+Mi)²+Mc²) 2,176.30 tn-m

Combinacion Ultima: 1.25 (CM+CV)+CS

Carga Axial Ultima Pu: 528.59 tn

Momento Ultimo Mu: 2,176.30 tn-m

11. FUERZAS SISMICAS EN LA ESTRUCTURA DE SOPORTE

INFORME

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RESERVORIO ELEVADO m3

MEMORIA DE CALCULOMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL SECTOR 80: A.H. FORTIN CAYCHO Y A. H.MORADORES DEL PASAJE VENUS

100.00

Altura del fuste 14.15 mEsp. Proporcionado 0.25 mradio eje 3.625 m

Esfuerzos Ultimos N+ 1.05 m (Nivel de viga Pedestal)Carga Axial Ultima Pu: 528.59 tnMomento Ultimo Mu: 2,176.30 tn-m

Cuantía Vertical prov: P prov 0.00630Ref Vertical requerido en Asv req. 15.75 cm2Ref Vertical max prop Asv: 7.13 cm2Ref Vertical min : A svmin 6.25 cm2Ref vert prop en c/capa Ø 3/8 @ 20.00 cm

Con este refuerzo Vertical provisional se construye el diagrama de interacción y se verifica que las combinaciones de carga no sobrepase la línea de falla

Diagara de Iteracion

Refuerzo Horizontal minimo : A sminAsh 5.00 cm2Ref horizontal proporcionado : A sh 5.70 cm2Ref Horizontal prop en c/capa Ø 3/8 @ 25.00 cm

12. DISEÑO DE ESTRUCTURA DE SOPORTE(FUSTE)

INFORME

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100.00

Datos de Diseño Esfuerzos resultantes en la platea

Resistencia del concreto a la compresion f'c: 210.00 kg/cm2 Diametro de la platea Dp 12.00 m

Acero de Refuerzo f'y: 4,200.00 kg/cm Diametro del fuste Df 7.75 m

Modulo de Possion u: 0.166

Capacidad admisible del terr. q adm e : 40.00 tn/m2 Descripcion

Capacidad admisible dinamica q adm d : 52.00 tn/m2 Peso de Platea 2.16 tn/m2

Radio del Fuste R f: (eje) 3.875 m Peso de Relleno 1.58 tn/m2

Mod.de elast. Acero: Es 2,038,903.0 kg/cm2 Peso Total sobre la base q w 3.74 tn/m3

Mod.de elast. Concreto: Ec 217,370.7 kg/cm2

Relacion de modulos: n 9.38 Longitud de Voladizo Lv: 1.75 m

Factor de flex. Elast. : K 0.32 Presion q Lv 26.97 tn/m2

Factor del par interno: J 0.89 Long respecto al Voladizo L vpi: Lv+ep 2.50 m

Presion interior q vpi 25.00 tn/m2

Esfuerzos Actuantes (Servicio) Presion result. sector volad. de platea po = (q1+q Lv)/2-q w 25.53 tn/m2Momento flector M: 2,735.47 tn-m Presion resultante en la centro de platea po = q vpi-qw 21.26 tn/m2Carga Axial P: 453.55 tn Coeficiente x1 0.371Fuerza Horizontal V: 160.08 tn Coeficiente x2 -10.811

Coeficiente β 1.548I . Dimención preliminar de la Platea de Cimentacion Descripcion Ri t Q Mr MѲ

Compresión admisible fc: 94.50 kg/cm2 m tn/ml tn-m/ml tn-m/ml

Prof. De cimentacion Df: 1.95 m 0.00 0.00 0.00 -7.39 -7.39

Radio de la platea R p: 6.00 m 0.78 0.20 8.24 -4.87 -6.20

Ancho de Viga (Pedestal) e p: 0.75 m 1.55 0.40 16.47 2.71 -2.61

Momento maximo en la platea Mr 41.46 tn-m/ml 2.33 0.60 24.71 15.34 3.37

hz requerido por flexion: 0.55 m 3.50 0.90 37.20 44.13 16.99Espesor de La Platea asumida Hz: 0.90 m 3.88 1.00 41.18 55.76 22.49

Peralte efectivo d 0.82 cm 3.88 1.00 69.13 66.98 27.01

4.25 1.10 53.88 41.46 25.71

Cargas Verticales 4.78 1.23 35.08 17.43 22.34

Carga Axial (Peso de la superestructura) 453.55 tn 5.31 1.37 18.69 4.33 18.89

Peso de Platea 244.29 tn 5.84 1.51 4.04 -0.11 16.37

Peso de Viga (Pedestal) 30.68 tn 6.00 1.55 0.00 0.00 15.89

Peso de Relleno 179.24 tn

Peso Total (Axial) 907.76 tn

Momento de Volte

Momento Resistente (Mr) 5,446.54 tn-m

Mr/Mv > 1.5 1.89

Verificación de la presión en la Base

Peso total (Axial) 907.76 tn

Momento total (Volteo) 2,879.55 tn-m

e (excentricidad) 3.17 m

Rp/4 1.50 m

e/r 0.53

K (según Tabla): 3.934

q1 máx (Presión de contacto): 31.58 tn/m2

q2 0.00 tn/m2

12.00

13. DISEÑO DE CIMENTACION

Zona

Inte

rior r

espe

cto

a la

ra

dio

del f

uste

Zona

Ext

erio

r re

spec

to a

la

radi

o de

l fus

te

Conforme

q 1 31.58

q 2 0.00

1 2

Presión de contacto

-7.39

-4.87 2.71 15.34

44.13 55.76

66.9841.46

17.434.33

-0.110.00

-20.00

-10.00

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

Mr (

tn-m

/ml)

Ubicacion (m)

Diagrama de Momento Radial Mr(tn-m/ml)

Mto Mr

-7.39

-6.20 -2.61

3.37

16.9922.49

27.0125.71

22.3418.89

16.3715.89

-10.00

-5.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

MѲ

(tn-m

/ml)

Ubicacion (m)

Diagrama de Momento Tangencial MѲ(tn-m/ml)

Mto MѲ

INFORME

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100.00

II . Diseño de la platea de cimentacion

Fuerzas Ultima en la base Presión Resultante de diseño

Carga Axial Ultima Pu: 566.93 tn Carga Axial Ultima Pu: 566.93 tn

Momento Ultimo Mu: 2,735.47 tn-m Momento Ultimo Mu: 2,735.47 tn

Verificacion por corte e (excentricidad) 4.83 m

Factor de reduccion por cortante Ø 0.85 Rp/4 1.50 m

Ubicacion R id=R f+ e p/2+ d 5.07 m e/r 0.8042

Coeficiente t 1.31 K (según Tabla): 11.258

Fuerza cortante Q ud 52.83 tn/ml q1u : 56.44 tn/m2

Resistencia a la fza cortante del concreto: VØc 53.83 tn/ml q2u: 0.00 tn/m2

Conforme VØc>Q ud

Refuerzo en la Direccion radial

Zona cercana al pedestal

Mto max radial: Mr 84.97 tn-m/ml

Cuantia req p: 0.00345 12.00

Cuantia minima p: 0.00180

Ref min req : A smin 14.84 cm2

Ref requerido :As req 28.41 cm2 Longitud de Voladizo Lv: 1.75 m

Ref prop : As prop 28.15 cm2 Presion sobre la base qu Lv 48.21 tn/m2

Ref prop en rad c/inf Ø 1 @ 18.00 cm Long respecto al Voladizo L vpi: Lv+ep 2.50 m

Presion interior qu vpi 44.68 tn/m2

Zona central de la plateaMto max radial: Mr 15.54 tn-m/ml Presion resultante en la base de platea po = (qu1+qu Lv)/2 52.32 tn/m2Cuantia req p: 0.000609 Presion resultante en la centro de platea po = qu vpi 44.68 tn/m2Ref requerido :As req 5.02 cm2 Coeficiente x1 0.371Ref prop : As prop 6.33 cm2 Coeficiente x2 -10.811Ref prop en rad c/inf Ø 1/2 @ 20.00 cm Coeficiente β 1.548

Descripcion Ri t Q Mr MѲRefuerzo en la Direccion Anular (Anillo) m tn/ml tn-m/ml tn-m/mlZona cercana al pedestal 0.00 0.00 0.00 -15.54 -15.54Mto max anular: MѲ 52.69 tn-m/ml 0.78 0.20 17.31 -10.23 -13.02Cuantia req p: 0.002102 1.55 0.40 34.63 5.70 -5.49Ref requerido :As req 17.33 cm2 2.33 0.60 51.94 32.25 7.07Ref prop : As prop 20.27 cm2 3.50 0.90 78.19 92.76 35.71Ref prop en Anular c/inf Ø 1 @ 25.00 cm 3.88 1.00 86.57 117.21 47.27

3.88 1.00 141.67 137.26 55.36Zona central de la platea 4.25 1.10 110.41 84.97 52.69Mto max anular: MѲ 15.54 tn-m/ml 4.78 1.23 71.89 35.71 45.78Cuantia req p: 0.000609 5.31 1.37 38.30 8.87 38.71Ref requerido :As req 5.02 cm2 5.84 1.51 8.28 -0.23 33.54Ref prop : As prop 6.33 cm2 6.00 1.55 0.00 0.00 32.56

Ref prop en Anular c/inf Ø 1/2 @ 20.00 cm

Zona

Ext

erio

r re

spec

to a

la ra

dio

del f

uste

Zona

Inte

rior

resp

ecto

a la

radi

o de

l fus

te

qu 1 56.44

qu 2 0.00

1 2

Presión Resultante

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14. DIAGRAMA DE MOMENTOS EN PLATEA

INFORME

INFORME

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15. DIAGRAMA DE MOMENTOS Y FUERZAS AXIALES EN LA CUBA

Diagrama de Momento Flector (Tn-m/ml)

INFORME

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Diagrama de Fuerza Axial (Tn/ml)

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INFORMEMODELO TRIDIMENSIONAL DE LA ESTRUCTURA (REP 100m3)

INFORMEFUERZAS AXIALES EN LA DIRECCION DEL PARALELO (F11=tn/ml) REP 100M3

INFORME

MOMENTO FLECTOR EN LA DIRECCION DEL MERIDIANO (M22) REP 100M3

INFORME

FUERZAS AXIALES EN LA VIGA DE APOYO (T=TN) REP 100M3