memoria de calculo r250

MEMORIA DE CALCULO

MEMORIA DE CALCULO

PROYECTO :PROYECTO INTEGRAL DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DEL DISTRITO DE SAMA LAS YARASOBRA

:RESERVORIO APOYADO CAP: 250 M3.

UBICACIN:DISTRITO DE SAMA LAS YARAS

PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE TACNA

REGION : TACNA.

ELABORADO:ING VICTOR MIGUEL ALCAZAR FLOR

FECHA

:TACNA, JUNIO DEL 2012.

1.0 GENERALIDADES:La presente Memoria de Clculo corresponde al diseo del Reservorio de Capacidad 250 m3, que regular el consumo de agua potable del Distrito de Sama Las Yaras.

1.1Ubicacin:

Se ha visto por conveniente construir el Reservorio en el terreno que se encuentra ubicado aledao a la Planta de Tratamiento de Agua Potable del Distrito de Sama Las Yaras, con cota de piso 503.00 m.s.n.m., aledao a la Carretera Panamericana Norte, Distrito de Sama Las Yaras Provincia y Departamento de Tacna.

1.2Del Terreno:

De acuerdo al Estudio de Suelos, el terreno presenta un solo tipo de material gravo arenoso, de baja compresibilidad con presencia de bolonera mayor de 4 con un potencial indeterminado, el mismo que corresponde a una clasificacin SUCS : GW.El terreno es llano y presenta una pendiente promedio de 3%, para el diseo de la cimentacin corrida del muro cilndrico, se ha tomado una Qadm = 1.65 kg/cm2, segn el nivel de desplante y estudio de suelos correspondiente.1.3Tipo y Forma del Reservorio:

Por su ubicacin estratgica con respecto a la Red de Distribucin de agua potable, se ha considerado un Reservorio apoyado de forma cilndrica con un domo esfrico de cobertura.

Caractersticas Fsicas:

Cilindro:

Volumen = R h = 250 m

R = Radio interior del cilindro

h = Nivel mximo de agua = 3.00 m. 250

R = ---------------- 3.00

R = 5.15 m.Se ha considerado t (espesor del muro ) = 0.20 m.

Domo :

Se ha considerado una flecha de f = 1.20 m. entre el eje de la viga anillo y el eje del Domo.

En ste caso el dimetro del Cilindro es la cuerda del sector esfrico que forma el Domo.

EMBED Equation.3

r = Radio del Domo =

EMBED Equation.3

r =

r = 12.08m.

La superficie del Domo S ser igual a:

S =

S =

EMBED Equation.3

S = 91.08 mEl espesor del domo se ha considerado igual a e = 0.10 m. por lo tanto el peso total del domo ser:

c = peso unitario del concreto = 2,400 kg/m.

Pp = c x e = 2,400 x 0.10 = 240 kg/mPeso total del domo: Wd = Pp

Wd = 91,08 m x 240 kg/m

Wd = 21,859 Kg.

Predimensionamiento del Anillo a Tensin :

Para el predimensionamiento del anillo se ha considerado la Tensin producto del peso propio del domo:La fuerza V por metro de circunferencia ser:

V/m = =

V/m = 662.66 kg/m.

La fuerza H por metro lineal de circunferencia ser:

H = Tang = = 0.4825

H = = 1,373.39 kg/m.

T = H x R = 1,373.39 x 5.25

T = 7,210.30 kg. Por lo tanto elAc = 0.07 T

Ac = 0.07x 7,210.30

Ac = 505 cm ( 25 x 25 ) cm.

2.0 Anlisis Esttico del Reservorio:De acuerdo al R.N.C. slo las estructuras clasificadas como regulares y de no ms de 45m. de altura podrn analizarse mediante el procedimiento de fuerzas estticas equivalentes.La fuerza cortante total en la base de la estructura, se determinar por la siguiente expresin:

V = P

Debiendo considerarse para C/R el siguiente valor mnimo: C/R 0.125Donde :

Z = 0.4 por estar ubicado Tacna en la zona 3

U = 1.5

por ser una Edificacin esencial

S = 1.1

por ser un suelo areno gravoso

C = 2.5

R = 6.0

la resistencia ssmica est dada por muros de cto. Armado.

2.1Metrado de cargas para determinar P :

Peso de la cpula.- se tiene del item 1.3 domo

21.86 Tn.

Peso del anillo a Tensin (2 x x R x.25x.20x2.4 tn/m).-

4.95 Tn.

Peso del cilindro (2 x x R x h (3.25/2) x 0.20 = 1.90m).x2.4tn/m.- 25.73 Tn.Peso del agua (h = 1.375m).-

114.57 Tn.

P = 167.11 Tn.2.2Determinacin de la fuerza V :

Por lo tanto la fuerza V que concentraremos en el anillo a tensin ser :

V = 167.11

V = 45.96 Tn.2.3 Clculo Estructural:Para el clculo estructural se ha hecho uso del programa SAP2000 - versin 8, considerndose los siguientes juegos de carga:

Peso propio .- Esta carga considera el peso propio de la estructura.

DEAD.-Esta carga es producto del empuje del agua.

SISMO .-Esta carga es producto de la reparticin de la carga V

Hecho el anlisis correspondiente se tiene los siguientes resultados:

MODELO TRIDIMENSIONAL POR ELEMENTOS FINITOS TIPO FRAME Y SHELL

DISPOSICION DE LAS CARGAS DE SISMO

FUERZAS DE TRACCION EN EL ANILLO A TENSION POR ACCION DEL PESO PROPIO

(TN)

FUERZAS DE COMPRESION EN ANILLO A TENSION POR ACCION DEL PESO DEL AGUA

(TN)

FUERZAS DE TRACCION EN EL ANILLO A TENSION POR ACCION DEL SISMO(TN)

FUERZAS DE TRACCION EN EL ANILLO A TENSION POR ACCION DE LA COMBINACION DE CARGAS(TN)

2.4 Diseo en Concreto Armado: Diseo del Anillo a Tensin:El esfuerzo de trabajo fs del acero que trabaja directamente a tensin (ver A.C.I.) es igual a fs = 984 kg/cm2, por lo tanto el refuerzo a tensin ser:

As = = 7.33 cm En el armado de la viga se ha considerado 4 5/8 = 8.00 cm2.

Diseo del Muro del Cilindro:Para el clculo del acero anular hemos considerado por conveniente tabular las tensiones que nos da el clculo por ordenador, en el siguiente grfico:

Del grfico de Tensiones podemos ver que la tensiones mximas se presentan a partir de los 3.00 metros de altura :

As = = = 41,66 cm/ m 2 @ 0.10 m. El refuerzo se distribuye de la siguiente manera:

Desde la base hasta los 3.00 m. se ha considerado 2 @ 0.15 m.

Desde los 3.00 m. hasta el anillo a tensin ser : 2 @ 0.10 m.

Para el clculo del acero de refuerzo por momento, he considerado tambin por conveniente tabular los momentos producto del clculo por ordenador en el siguiente grfico:

Vemos pues que el Momento mximo en la base es M = 8,000 k-m/m, fs = 1,700 kg/cm2. para acero grado 60 a flexin.

As = = = 15,82 cm / m

Esta seccin se consigue colocando 5/8 @ 0.125 m. hasta 2.25 m, pasando luego el 50% , esto quiere decir que a partir de los 2.25 m hacia arriba solo pasar 5/8 @ 0.25 m. en la cara interior. Diseo de la cimentacin:Del metrado de cargas tenemos :

CargaBrazoMomento

P1Peso del domo + viga760,000,325247.00

P2Peso del muro circular1.820,000,350637.00

P3Peso de la base(.50x1.00)1.200,000,500600.00

P4Peso del agua(.55x3.20)1.760,000,7251,276.00

5.540,002,760.00

F.S.V. = = 3,14 > 2 OK "F.S.D. = = 1,15 OK " Considerando que la zapata corrida se ha diseado como anillo a tensin que soporta el empuje.

Determinacin de esfuerzos en la base:

Ubicacin de la resultante: x = = 0,817 m.

e = - x = 0,258 m. < ..(se presentan slo compresiones) ok.

= = =

Conclusiones: De acuerdo al estudio de suelos se tiene una capacidad admisible similar a nuestra presin = 1,67 kg/cm para cimentaciones corridas, al nivel de desplante considerado.f

R

R

r

Radio = R

T

T

H

V

R

H

V

P1

P2

P3

P4

_1172298471.unknown

_1172581622.xlsGrfico2

0000

-1075.59-55.3986.4129.6

-1041.25-515.09388.8518.4

-420.3984.178641015.2

417.03456.911360.81533.6

1181.91384.611987.21944

1652.123150.842743.22095.2

1485.975941.73283.21663.2

276.929578.863304.8259.2

-2393.1713829.152397.6-2570.4

-6856.0617723.340-7192.8

Momento total para base emp.

Momento total para base simple

Momento carga trian/base sim

Momento carga trian/base emp

ALTURA

MOMENTOS

DIAGRAMA DE MOMENTOS

Grfico1

55963.459784.9812723.30

47139.4119767.5719274.859495

40668.3229457.6125351.6518990

37054.0338367.5630573.928485

35016.4545327.0133897.1537980

32840.2350628.7134371.947475

29094.9151639.5931333.556970

22932.8647481.9924876.966465

13787.8537083.214907.1575960

4583.9420735.774937.485455

001.0H94950

Tensiones para base empotrada

Tensiones para base sim apoy

Tensin triangular/base emp

Tensin por carga triangular

ALTURA

TENSIONES

DIAGRAMA DE TENSIONES

Hoja1

WHR

Para carga TriangularW(kg/m3)1,000.00H1 (m)6.90R (m)15.82594,950.00

Por Reaccin de CpulaV(kg/m)2,568.60H2 (m)6.00M (kg-m/m)17,723.34

TENSIONES PARA BASE EMPOTRADA

PUNTO0.0H0.1H0.2H0.3H0.4H0.5H0.6H0.7H0.8H0.9H

Coef. Tabla I Carga Triangular0.1340.2030.2670.3220.3570.3620.3300.2620.1570.052

Coef. Tabla III Reacc.Horizontal7.3404.7302.6001.1000.190-0.260-0.380-0.330-0.190-0.060

Tensin por carga triangular12,723.3019,274.8525,351.6530,573.9033,897.1534,371.9031,333.5024,876.9014,907.154,937.40

Tensin por Reacc.Horizontal43,240.1527,864.5615,316.676,480.131,119.30-1,531.67-2,238.59-1,944.04-1,119.30-353.46

TENSION TOTAL55,963.4547,139.4140,668.3237,054.0335,016.4532,840.2329,094.9122,932.8613,787.854,583.94

TENSIONES PARA BASE SIMPLE APOYADA


Coef. Tabla II Carga Triangular0.0740.1790.2810.3750.4490.5060.5190.4790.3750.210

Coef. Tabla IV Reacc. Horizontal1.0741.0791.0811.0751.0491.0060.9190.7790.5750.310


Tensin por carga rectangular2,758.682,771.522,776.662,761.252,694.462,584.012,360.542,000.941,476.95796.27

TENSION TOTAL9,784.9819,767.5729,457.6138,367.5045,327.0150,628.7151,639.5947,481.9937,083.2020,735.77

MOMENTOS BASE FIJAwH^3216,000.00

PUNTO0.0H0.1H0.2H0.3H0.4H0.5H0.6H0.7H0.8H0.9H1.0H

Coef. Tabla VII Carga Triangular0.00000.00060.00240.00470.00710.00900.00970.00770.0012-0.0119-0.0333

Coef.Tabla X Carga Punto Tope0.0000-0.0680-0.0880-0.0810-0.0630-0.0430-0.0250-0.01000.00100.01000.019

WH^30.00129.60518.401,015.201,533.601,944.002,095.201,663.20259.20-2,570.40-7,192.80

V*H0.00-1,205.19-1,559.65-1,435.59-1,116.57-762.10-443.08-177.2317.72177.23336.74

Momento por carga Trapezoidal0.00-1,075.59-1,041.25-420.39417.031,181.901,652.121,485.97276.92-2,393.17-6,856.06

MOMENTOS BASE SIMPLE APOYADA

WH^3216,000.00M = VH =17,723.34


Coef. Tabla VIII Carga Triangular0.00000.00040.00180.00400.00630.00920.01270.01520.01530.01110

Coef. Tabla XI Reacc.Horizontal0.0000-0.0080-0.0260-0.0440-0.0510-0.03400.02300.15000.35400.64501

Mto. por carga triangular0.0086.40388.80864.001,360.801,987.202,743.203,283.203,304.802,397.600.00

Mto. por Reacc.Horizontal0.00-141.79-903.89-779.83-903.89-602.59407.642,658.506,274.0611,431.5517,723.34

Momentos base simple0.00-55.39-515.0984.17456.911,384.613,150.845,941.709,578.8613,829.1517,723.34

RESUMEN DE TENSIONES


Tensiones para base empotrada55,963.4547,139.4140,668.3237,054.0335,016.4532,840.2329,094.9122,932.8613,787.854,583.940.00

Tensiones para base sim apoy9,784.9819,767.5729,457.6138,367.5645,327.0150,628.7151,639.5947,481.9937,083.2020,735.770.00

Tensin triangular/base emp12,723.3019,274.8525,351.6530,573.9033,897.1534,371.9031,333.5024,876.9014,907.154,937.40

Tensin por carga triangular0.009,495.0018,990.0028,485.0037,980.0047,475.0056,970.0066,465.0075,960.0085,455.0094,950.00

RESUMEN DE MOMENTOS


Momento total para base emp.0.00-1,075.59-1,041.25-420.39417.031,181.901,652.121,485.97276.92-2,393.17-6,856.06

Momento total para base simple0.00-55.39-515.0984.17456.911,384.613,150.845,941.709,578.8613,829.1517,723.34

Momento carga trian/base sim0.0086.40388.80864.001,360.801,987.202,743.203,283.203,304.802,397.600.00

Momento carga trian/base emp0.00129.60518.401,015.201,533.601,944.002,095.201,663.20259.20-2,570.40-7,192.80

&F

Grfico3

015.83517.47-17.4733.305-1.635

16.3410.89110.8-10.838.03116.431

28.483.9443.54-3.5435.96428.884

38.160.09-0.550.5537.738.8

39.89-1.42-2.072.0736.440.54

30.73-1.894-2.42.426.43631.236

12.7-2.086-2.042.048.57412.654

0-2.215-0.9580.96-3.173-1.255

Empuje del agua

Peso propio estructura

Sismo 1

Sismo 2

Tensin Total 1

Tensin Total 2

Altura m.

Tensiones (Tn/m)

DIAGRAMA DE TENSIONES (Tn/m)

Grfico4

0.152-0.60.47-0.470.022-0.918

0.070.66-0.80.8-0.071.53

-0.630.73-0.790.79-0.690.89

-1.650.49-0.530.53-1.69-0.63

-2.520.23-0.260.26-2.55-2.03

-2.360.04-0.130.13-2.45-2.19

0.42-0.03-0.1350.140.2550.53

7.830.035-0.280.287.5858.145

Empuje del agua


Sismo 1

Sismo 2

Momento Total 1

Momento Total 2

Altura (m.)

Momentos (tn-m/m)

MOMENTOS (Tn-m/m)

Hoja2

TENSIONES EN LA CUBA (Tn/m)

Altura de la Cuba (m)7,35 m.6,00 m.5,00 m.4,00 m.3,00 m.2,00 m.1,00 m.0,00 m.

Empuje del agua0.0016.3428.4838.1639.8930.7312.700.00

Peso propio estructura15.8410.893.940.09-1.42-1.89-2.09-2.22

Sismo 117.4710.803.54-0.55-2.07-2.40-2.04-0.96

Sismo 2-17.47-10.80-3.540.552.072.402.040.96

Tensin Total 133.3138.0335.9637.7036.4026.448.57-3.17

Tensin Total 2-1.6416.4328.8838.8040.5431.2412.65-1.26

MOMENTOS EN LA CUBA (Tn-m/m)


Empuje del agua0.150.07-0.63-1.65-2.52-2.360.427.83

Peso propio estructura-0.600.660.730.490.230.04-0.030.04

Sismo 10.47-0.80-0.79-0.53-0.26-0.13-0.14-0.28

Sismo 2-0.470.800.790.530.260.130.140.28

Momento Total 10.02-0.07-0.69-1.69-2.55-2.450.267.59

Momento Total 2-0.921.530.89-0.63-2.03-2.190.538.15

Hoja3

_1404917232.unknown

_1404917424.unknown

_1404917564.unknown

_1404917726.unknown

_1404919028.unknown

_1404917444.unknown

_1404917341.unknown

_1172683411.unknown

_1404021886.unknown

_1404209376.unknown

_1172683662.unknown

_1172684142.unknown

_1172684151.unknown

_1172683872.unknown

_1172683552.unknown

_1172582169.unknown

_1172682958.unknown

_1172581835.unknown

_1172566963.unknown

_1172580406.unknown

_1172580424.unknown

_1172579150.xlsGrfico2

0000

-1075.59-55.3986.4129.6

-1041.25-515.09388.8518.4

-420.3984.178641015.2

417.03456.911360.81533.6

1181.91384.611987.21944

1652.123150.842743.22095.2

1485.975941.73283.21663.2

276.929578.863304.8259.2

-2393.1713829.152397.6-2570.4

-6856.0617723.340-7192.8

Momento total para base emp.

Momento total para base simple

Momento carga trian/base sim

Momento carga trian/base emp

ALTURA

MOMENTOS

DIAGRAMA DE MOMENTOS

Grfico1

55963.459784.9812723.30

47139.4119767.5719274.859495

40668.3229457.6125351.6518990

37054.0338367.5630573.928485

35016.4545327.0133897.1537980

32840.2350628.7134371.947475

29094.9151639.5931333.556970

22932.8647481.9924876.966465

13787.8537083.214907.1575960

4583.9420735.774937.485455

001.0H94950

Tensiones para base empotrada

Tensiones para base sim apoy

Tensin triangular/base emp

Tensin por carga triangular

ALTURA

TENSIONES

DIAGRAMA DE TENSIONES

Hoja1

WHR

Para carga TriangularW(kg/m3)1,000.00H1 (m)6.90R (m)15.82594,950.00

Por Reaccin de CpulaV(kg/m)2,568.60H2 (m)6.00M (kg-m/m)17,723.34

TENSIONES PARA BASE EMPOTRADA


Coef. Tabla I Carga Triangular0.1340.2030.2670.3220.3570.3620.3300.2620.1570.052

Coef. Tabla III Reacc.Horizontal7.3404.7302.6001.1000.190-0.260-0.380-0.330-0.190-0.060


Tensin por Reacc.Horizontal43,240.1527,864.5615,316.676,480.131,119.30-1,531.67-2,238.59-1,944.04-1,119.30-353.46

TENSION TOTAL55,963.4547,139.4140,668.3237,054.0335,016.4532,840.2329,094.9122,932.8613,787.854,583.94

TENSIONES PARA BASE SIMPLE APOYADA


Coef. Tabla II Carga Triangular0.0740.1790.2810.3750.4490.5060.5190.4790.3750.210

Coef. Tabla IV Reacc. Horizontal1.0741.0791.0811.0751.0491.0060.9190.7790.5750.310


Tensin por carga rectangular2,758.682,771.522,776.662,761.252,694.462,584.012,360.542,000.941,476.95796.27

TENSION TOTAL9,784.9819,767.5729,457.6138,367.5045,327.0150,628.7151,639.5947,481.9937,083.2020,735.77

MOMENTOS BASE FIJAwH^3216,000.00


Coef. Tabla VII Carga Triangular0.00000.00060.00240.00470.00710.00900.00970.00770.0012-0.0119-0.0333

Coef.Tabla X Carga Punto Tope0.0000-0.0680-0.0880-0.0810-0.0630-0.0430-0.0250-0.01000.00100.01000.019

WH^30.00129.60518.401,015.201,533.601,944.002,095.201,663.20259.20-2,570.40-7,192.80

V*H0.00-1,205.19-1,559.65-1,435.59-1,116.57-762.10-443.08-177.2317.72177.23336.74

Momento por carga Trapezoidal0.00-1,075.59-1,041.25-420.39417.031,181.901,652.121,485.97276.92-2,393.17-6,856.06

MOMENTOS BASE SIMPLE APOYADA

WH^3216,000.00M = VH =17,723.34


Coef. Tabla VIII Carga Triangular0.00000.00040.00180.00400.00630.00920.01270.01520.01530.01110

Coef. Tabla XI Reacc.Horizontal0.0000-0.0080-0.0260-0.0440-0.0510-0.03400.02300.15000.35400.64501

Mto. por carga triangular0.0086.40388.80864.001,360.801,987.202,743.203,283.203,304.802,397.600.00

Mto. por Reacc.Horizontal0.00-141.79-903.89-779.83-903.89-602.59407.642,658.506,274.0611,431.5517,723.34

Momentos base simple0.00-55.39-515.0984.17456.911,384.613,150.845,941.709,578.8613,829.1517,723.34

RESUMEN DE TENSIONES


Tensiones para base empotrada55,963.4547,139.4140,668.3237,054.0335,016.4532,840.2329,094.9122,932.8613,787.854,583.940.00

Tensiones para base sim apoy9,784.9819,767.5729,457.6138,367.5645,327.0150,628.7151,639.5947,481.9937,083.2020,735.770.00

Tensin triangular/base emp12,723.3019,274.8525,351.6530,573.9033,897.1534,371.9031,333.5024,876.9014,907.154,937.40

Tensin por carga triangular0.009,495.0018,990.0028,485.0037,980.0047,475.0056,970.0066,465.0075,960.0085,455.0094,950.00

RESUMEN DE MOMENTOS


Momento total para base emp.0.00-1,075.59-1,041.25-420.39417.031,181.901,652.121,485.97276.92-2,393.17-6,856.06

Momento total para base simple0.00-55.39-515.0984.17456.911,384.613,150.845,941.709,578.8613,829.1517,723.34

Momento carga trian/base sim0.0086.40388.80864.001,360.801,987.202,743.203,283.203,304.802,397.600.00

Momento carga trian/base emp0.00129.60518.401,015.201,533.601,944.002,095.201,663.20259.20-2,570.40-7,192.80

&F

Grfico3

015.83517.47-17.4733.305-1.635

16.3410.89110.8-10.838.03116.431

28.483.9443.54-3.5435.96428.884

38.160.09-0.550.5537.738.8

39.89-1.42-2.072.0736.440.54

30.73-1.894-2.42.426.43631.236

12.7-2.086-2.042.048.57412.654

0-2.215-0.9580.96-3.173-1.255

Empuje del agua


Sismo 1

Sismo 2

Tensin Total 1

Tensin Total 2

Altura m.

Tensiones (Tn/m)

DIAGRAMA DE TENSIONES (Tn/m)

Grfico4

0.152-0.60.47-0.470.022-0.918

0.070.66-0.80.8-0.071.53

-0.630.73-0.790.79-0.690.89

-1.650.49-0.530.53-1.69-0.63

-2.520.23-0.260.26-2.55-2.03

-2.360.04-0.130.13-2.45-2.19

0.42-0.03-0.1350.140.2550.53

7.830.035-0.280.287.5858.145

Empuje del agua


Sismo 1

Sismo 2

Momento Total 1

Momento Total 2

Altura (m.)

Momentos (tn-m/m)

MOMENTOS (Tn-m/m)

Hoja2

TENSIONES EN LA CUBA (Tn/m)


Empuje del agua0.0016.3428.4838.1639.8930.7312.700.00

Peso propio estructura15.8410.893.940.09-1.42-1.89-2.09-2.22

Sismo 117.4710.803.54-0.55-2.07-2.40-2.04-0.96

Sismo 2-17.47-10.80-3.540.552.072.402.040.96

Tensin Total 133.3138.0335.9637.7036.4026.448.57-3.17

Tensin Total 2-1.6416.4328.8838.8040.5431.2412.65-1.26

MOMENTOS EN LA CUBA (Tn-m/m)


Empuje del agua0.150.07-0.63-1.65-2.52-2.360.427.83

Peso propio estructura-0.600.660.730.490.230.04-0.030.04

Sismo 10.47-0.80-0.79-0.53-0.26-0.13-0.14-0.28

Sismo 2-0.470.800.790.530.260.130.140.28

Momento Total 10.02-0.07-0.69-1.69-2.55-2.450.267.59

Momento Total 2-0.921.530.89-0.63-2.03-2.190.538.15

Hoja3

_1172301599.unknown

_1172548062.unknown

_1172300311.unknown

_1171986492.unknown

_1172039643.unknown

_1172298282.unknown

_1171987161.unknown

_1171985872.unknown

_1171986264.unknown

_1171985794.unknown

memoria de calculo r250

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