Diciembre 2011
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL DE LOS
RESERVORIOS R-0(V=300m3) Y R-3 (V=250m3)
1. GENERALIDADES
El presente memoria de cálculo muestra el análisis sísmico y diseño de elementos estructurales, para la estructura de los dos reservorios rectangulares apoyados, el R-0 de 300m3 y R-3 de 250m3. Cuya función es almacenar agua, el análisis sísmico se realizó por método de análisis dinámico cuyo modelamiento se realizó mediante el software SAP 2000.
2. REGLAMENTACIÓN Y NORMAS DE DISEÑO
Las normas utilizadas para el análisis y diseño son las siguientes:
ص NORMA E - 020 - CARGAS
ص NORMA E - 050 - SUELOS Y CIMENTACIÓN
ص NORMA E - 060 - CONCRETO ARMADO
ص NORMA E - 030 - DISEÑO SISMO RESISTENTE Los estándares utilizados son:
ص Reglamento ACI-318
ص Reglamento ACI-350
3. CARACTERISTICAS DEL RESERVORIO Características Generales.
ص Tipo de estructura : Reservorio cuadrado de concreto armado
ص Ubicación : Distrito de Calana
ص Tipo de Suelo : Intermedio
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4. ESTRUCTURACION
La estructura de los reservorios es de muros de concreto armado siendo estos de forma cuadrada apoyados sobre la superficie del suelo, los cuales serán sometidos a cargas de presión hidrostática del agua, así mismo las fuerzas hidrodinámicas generadas por el sismo.
5. PARAMETROS SISMICOS
ص Factores tomadas de la Norma peruana E.030: (Z, S)
ص Factores tomadas de la norma americana (U, R)
6. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Los materiales presentan las siguientes características:
Propiedades de Concreto Armado
ص Resistencia a la Compresión del Concreto f’c = 280 kg/cm2
ص Peso especifico del concreto γc = 2400kg/m3
ص Límite de Fluencia del Acero fy = 4200 kg/cm2
ص Módulo de Elasticidad del Concreto Ec = 15000 √f’c kg/cm2
ص Módulo de Elasticidad del Acero Es = 2.00 E+6.00 kg/cm2
ص Radio de Poisson para el concreto u = 0.20
Propiedades de Agua y suelo
ص Peso especifico del agua γa = 1000 kg/m3
ص Peso especifico suelo γs = C-1 = 1936 kg/m3 C-2 = 1951 kg/m3
ص Angulo de fricción interna de suelo Ø = C-1 = 37.05° C-2 = 38.55°
ص Capacidad Portante (Df = 1.50m) = C-1 = 2.15 kg/cm2 C-2 = 2.30 kg/cm2
ص Coeficiente de presión activa Suelo Ka = 0.333333
7. ESTUDIO ESTRUCTURAL
El análisis dinámico se ha realizado con modelos de elementos finitos mediante procedimiento de superposición espectral, y se ha aplicado la teoría simplificada de Housner, la cual considera un modelo de masa y resorte.
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7.1. RESUMEN DE PARAMENTROS DEL MODELO DINAMICO
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Parámetros del modelo dinámico del Reservorio R-3 (V=250m3)
7.2. MODELADO DINAMICO DE LA ESTRUCTURA Reservorio R-0 (V=300m3) Sin tapa
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Reservorio R-3 (V=250m3) sin tapa
Reservorio R-3 (V=250m3) con tapa
7.3. ANÁLISIS DE SUPERPOSICIÓN ESPECTRAL
Los períodos naturales y modos de vibración podrán determinarse por un procedimiento de análisis que considera apropiadamente las características de rigidez y la distribución de las masas de la estructura y agua.
Aceleración Espectral: Para cada una de las direcciones analizadas se utilizará un espectro inelástico de pseudos-aceleraciones, resulta en ambas direcciones igual y está determinado por la siguiente expresión.
S
aZ.U.C.S . g
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7.4. COMBINACIONES DE LAS ACCIONES DE CARGAS
La verificación de la capacidad de los elementos de concreto armado se basó en un procedimiento de cargas factorizadas, para el diseño se ha considerado las siguientes combinaciones de carga. U = 1.4 D + 1.7 H U = 1.4 D + 1.7 W U = 1.05 D +1.4 W +E U = 1.05 D +1.4 W –E U = 0.9 D +1.43 W +E U = 0.9 D +1.43 W –E
Para diseño por carga anular = 1.65 U (envolvente) Para diseño por flexión = 1.30 U (envolvente) Donde:
U=Carga factorizada.
D=Carga muerta o permanente. H=Carga de presión del suelo. W=Carga de presión del agua. E=Carga de sismo.
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8.00 RESULTADOS DE ANALIS ESTRUCTURAL
Reservorio sin tapa R-0 (V=300m3): Diagrama de momentos
Reservorio sin tapa R-0 (V=300m3): Diagrama de fuerza anular
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Reservorio con tapa R-0 (V=300m3): Diagrama de momentos
Reservorio con tapa R-0 (V=300m3): Diagrama de fuerza anular
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Reservorio sin tapa R-3 (V=250m3): Diagrama de momentos
Reservorio sin tapa R-3 (V=250m3): Diagrama de fuerza anular
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Reservorio con tapa R-3 (V=250m3): Diagrama de momentos
Reservorio con tapa R-3 (V=250m3): Diagrama de fuerza anular
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RESUMEN DE LOS RESULTADOS DE ANALISIS ESTRUCTURAL Reservorio R-0 (V=300m3)
Reservorio R-0 (V=250m3)
DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
El cálculo del diseño de los elementos estructurales de concreto armado, ha sido realizada para los elementos más esforzados y más representativos (vigas, muros armados de reservorio, losa maciza, viga, etc.), habiéndose realizado por el método de resistencia última, en concordancia con la Norma Técnica E.060, las Normas ACI-318, cuyos resultados han sido detallados en planos de estructuras.
