Análisis Sísmico Estático.
Cálculo de la Masa Efectiva, según ACI 350.3-01 sección 9.5.2:
Peso del Muro (Ww)+ Peso de la Cúpula (Wr) Peso del Muro (Ww)
Peso de la Cúpula (Wr) Diámetro Interior (D)
Altura Efectiva de Líquido (Hl)
Coeficiente de Masa Efectiva (є) (por Peso Propio) Masa Efectiva (We) (por Peso Propio)
Cálculo de la Masa Efectiva del líquido almacenado,
componente impulsivo (Wi) y componente convectivo (Wc), según ACI 350.3-01 sección 9.3.1:
Masa Total del Líquido Almacenado (Wl) D/Hl
Wi / Wl Wc / Wl
Peso Equivalente de la Componente Impulsiva Wi Peso Equivalente de la Componente Convectiva Wc
Cálculo de la frecuencia de vibración natural combinada
(wi) de la estructura y el componente impulsivo del
líquido almacenado, según ACI 350.3-01 sección 9.3.4:
Hl / D
Coef. Para det. Frecuencia Fund. Tanque-líquido (Cw) Espesor del Muro (tw)
Radio circular interno R
Coef. Para det. Frecuencia Fund. Tanque-líquido (Cl) Resistencia a Compresión del Concreto (f'c)
Módulo de Elasticidad del concreto (Ec) Densidad del concreto (ρc)
Frec. Circ. Del modo de vibración impulsivo (wi)
Periodo Fund. De Oscilación del Tanque + Comp. Impulsivo (Ti)
Cálculo de la frecuencia de vibración de la componente convectiva (wc), según ACI 350.3-01 sección 9.3.4:
Aceleración debido a la gravedad (g) ʎ
Frec. circular de vibración del primer modo convectivo (wc) Periodo Natural del primer modo convectivo (Tc)
Cálculo de los factores de amplificación espectral Ci y Cc, según ACI 350.3-01 sección 4.2:
Coeficiente representativo de las características del Suelo (S) Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Ci
Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Cc
Cálculo del desplazamiento máximo del líquido contenido (dmax), según ACI 350.3-01 sección 7.1:
Factor de zona (Z) Factor de Importancia (I)
Desplazamiento Máximo Vertical del líquido contenido (d max)
Cálculo de las alturas al centro de gravedad de la
ubicación de las componentes impulsivas y convectivas, según ACI 350.3-01 sección 9.3.2:
hi / Hl
Altura al centro de Gravedad de la Comp. Impulsiva (hi) hc / Hl
Altura al centro de Gravedad de la Comp. Convectiva (hc)
Cálculo de las fuerzas laterales dinámicas, según ACI 350.3-01 sección 4.1.1:
Factor de zona (Z) Factor de Importancia (I)
Coeficiente representativo de las características del Suelo (S) Coef. De Modificación de Respuesta Fuerzas Impulsivas (Rwi) Coef. De Modificación de Respuesta Fuerzas Convectivas (Rwc) Peso Efectivo del Muro del Tanque (є.Ww)
Peso de la Cúpula Tanque (Wr)
Peso Equivalente de la Componente Impulsiva Wi Peso Equivalente de la Componente Convectiva Wc
Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Ci Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Cc Fuerza Inercial Lateral por aceleración del Muro (Pw)
Fuerza Inercial Lateral por aceleración de la Cúpula (Pr) Fuerza Lateral Impulsiva (Pi)
Fuerza Lateral Convectiva (Pc)
Análisis Dinámico Espectral
Factor de zona (Z) Factor de Importancia (I)
Coeficiente representativo de las características del Suelo (S) Coef. De Modificación de Respuesta Fuerzas Impulsivas (Rwi) Coef. De Modificación de Respuesta Fuerzas Convectivas (Rwc) Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Ci Factor de Amplificación Espectral para el mov. Horizontal Cc Masa Convectiva a considerar en Sap2000
Peso Específico del Suelo (γ)
Profundidad a la que está enterrada el reservorio (hz) Inclinación del Muro (θ)
Ángulo de Fricción del Suelo (ϕ)
Ángulo de Fricción entre el Muro y el Suelo (δ) Pendiente de Inclinación del Suelo (β)
a max ψ K ae
Peso por masa de suelo
Peso que interactúa ZISCi/Rwi (Pb)
Peso empuje de Suelo en Sap2000 modelado para 24 tramos
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
Joint Patterns Presión del Agua
C D
Joint Patterns Empuje Activo Suelo, se tomó el tipo más simple de distribución C
D
Resumen de los Análisis
Cálculo de la Cortante y el Momento Total en la Base, según ACI 350.3-01 sección 4.1.2 y 4.1.3:
Cortante Total en la base (V)
Altura al centro de Gravedad del Muro (hw) Altura al centro de Gravedad de la Cúpula (hr)
Altura al centro de Gravedad de la Comp. Impulsiva (hi) Altura al centro de Gravedad de la Comp. Convectiva (hc) Altura a la ubicación de la fuerza del empuje de suelo (hz/3) Momento por aceleración del Muro (Pw)
Momento por aceleración de la Cúpula (Pr) Momento por Fuerza Lateral Impulsiva (Pi) Momento por Fuerza Lateral Convectiva (Pc)
Momento por Fuerza Lateral de la Masa de Suelo (Pb) Momento Total en la base (Mb)
Cortante Total en la base al 80% de Análisis Estático Cortante Total en la base de Análisis Dinámico (V) Factor a escalar espectro para el diseño
Desplazamiento en dirección de análisis Altura a la que se ubica el punto
Deriva
Deriva máxima
Fluencia del Acero (fy)
Resistencia a Compresión del Concreto (f'c) Módulo de Elasticidad del concreto (Ec) Espesor de la Cúpula
Resistencia a Compresión de Diseño del Concreto (f'dc) (19.2.11) Cuantía Mínima ρ (7.12)
Factor de Reducción a Tracción (ϕ) Esfuerzo de Tracción Radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Radial NDes1 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Diseño de la Cúpula, espesor = 10 cm
Refuerzo Radial (Acciones Membrana) ANÁLISIS ESTÁTICO
ANÁLISIS DINÁMICO
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V13 (Radial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Esfuerzo de Tracción Tangencial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Tangencial NDes2 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V23 (Tangencial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Fluencia del Acero (fy)
Resistencia a Compresión del Concreto (f'c) Módulo de Elasticidad del concreto (Ec)
Espesor promedio de la Cúpula, zona de ensanchamiento Resistencia a Compresión de Diseño del Concreto (f'dc) (19.2.11) Cuantía Mínima ρ (7.12)
Factor de Reducción a Tracción (ϕ)
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.4 m
No necesita refuerzo por Cortante
Diseño de la Cúpula, espesor = 15 cm
Refuerzo Tangencial (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.4 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
Esfuerzo de Tracción Radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Radial Ndes1 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V13 (Radial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Esfuerzo de Tracción Tangencial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Tangencial NDes2 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V23 (Tangencial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.2 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.2 m Refuerzo Radial (Acciones Membrana)
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
No necesita refuerzo por Cortante Refuerzo Tangencial (Acciones Membrana)
Fluencia del Acero (fy) Espesor promedio del Muro
Resistencia a Compresión del Concreto (f'c) Módulo de Elasticidad del concreto (Ec) Cuantía Mínima ρ (21.9.2.1)
Factor de Reducción a Tracción (ϕ) Esfuerzo de Tracción Radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Radial Ndes1 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V13 (Radial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Esfuerzo de Tracción Tangencial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Tangencial NDes2 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Refuerzo Tangencial (vertical) en la Cara Exterior (Acciones Membrana) No necesita refuerzo por Cortante
Diseño del Muro Exterior, espesor = 20 cm
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V23 (Tangencial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Fluencia del Acero (fy) Espesor promedio del Muro
Resistencia a Compresión del Concreto (f'c) Módulo de Elasticidad del concreto (Ec) Cuantía Mínima ρ (21.9.2.1)
Factor de Reducción a Tracción (ϕ) Esfuerzo de Tracción Radial S11 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Radial Ndes1 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M11 (Radial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V13 (Radial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Refuerzo Tangencial (vertical) en la Cara Interior (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Diseño del Muro Interior, espesor = 20 cm
Refuerzo Radial (horizontal) en la Cara Interior (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
Esfuerzo de Tracción Tangencial S22 Longitud del elemento a evaluar Fuerza de Tracción Tangencial NDes2 Área de acero requerida
Área de acero mínima requerida Área de acero usada
Diámetro de barra Área de la barra Cantidad de barras Cantidad de barras a usar Separación
Separación máxima Separación a Usar
REVISIÓN A MOMENTO Y CORTANTE Momento M22 (Tangencial)
Peralte Efectico Cuantía necesaria ρ Área de Acero necesaria Cortante V23 (Tangencial)
Cortante que resiste la sección propuesta
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
5466.34 kg Introducir Dato 4330.55 kg Introducir Dato 1135.79 kg 7.00 m Introducir Dato 3.00 m Introducir Dato 0.66 3985.34 kg 115000.00 kg Introducir Dato 2.33 0.48 0.49 54946.11 kg 56665.44 kg 0.43 0.156 0.20 m Introducir Dato 3.50 m 0.373 210.00 kg/cm2 Introducir Dato 21458.90 MPa 2.40 kN.s2/m4 Introducir Dato 371.92 rad/s 0.0169 s 9.81 m/s2 Introducir Dato 10.426 3.94 rad/s 1.59 s 1.40 Introducir Dato 1.96 DATOS PARA MEMORIA DE CÁLCULO DE RESERVORIO
1.37 0.40 Introducir Dato 1.50 Introducir Dato 4.04 m 0.375 1.13 m 0.58 1.75 m 0.40 1.50 1.40 2.75 Introducir Dato 1.00 Introducir Dato 2849.55 kg 1135.79 kg 54946.11 kg 56665.44 kg 115596.89 kg 1.96 1.37 1,709.73 681.47 32967.67 kg 65390.96 kg 0.40 1.50 1.40 2.75 1.00 1.96 1.37 155829.95 kg
1100.00 kg/m3 Introducir Dato 1.00 m Introducir Dato
0.00 º Introducir Dato 0.00 rad 17.00 º Introducir Dato 0.30 rad
12.75 º 0.22 rad
0.00 º Introducir Dato 0.00 rad 0.20 g 11.31 º 0.20 rad 0.73 2804.49 kg 1682.69 kg 14.33 kg 0.008514286 56.37 kg 0.0335 108.87 kg 0.0647 153.97 kg 0.0915 188.58 kg 0.112071429 210.34 kg 0.125 217.76 kg 0.129414286 -1.00 3.00 Joint Patterns Empuje Activo Suelo, se tomó el tipo más simple de distribución
-1.00
1.00
75153.54 kg 2.00 m Introducir Dato 4.31 m Introducir Dato 1.13 m 1.75 m 0.33 m 3419.46 kg - m 2933.81 kg - m 37088.63 kg - m 114377.44 kg - m 560.90 kg - m 122549.76 kg - m 60122.83 kg 77938.30 kg Introducir Dato 9.81 0.0083 cm Introducir Dato 4.00 m Introducir Dato 0.0000571 0.007 4200.00 kg/cm2 Introducir Dato 210.00 kg/cm2 218819.79 kg/cm2 0.10 m Introducir Dato 84.00 kg/cm2 0.0018 Introducir Dato 0.90 Introducir Dato 5.85 Tn/m2 Introducir Dato 0.50 m Introducir Dato 216.25 Kg Introducir Dato 0.057 cm2 0.900 cm2 0.900 cm2 3/8 0.710 cm2 1.27 2.00 Introducir Dato 0.250 m
Diseño de la Cúpula, espesor = 10 cm
Refuerzo Radial (Acciones Membrana) ANÁLISIS ESTÁTICO
ANÁLISIS DINÁMICO
0.450 m 0.250 m Introducir Dato 10.00 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00013 0.041 cm2 Introducir Dato 0.79 Kg Introducir Dato 1184.02 Kg 1.21 Tn/m2 Introducir Dato 0.40 m Introducir Dato 0.60 Kg Introducir Dato 0.000 cm2 0.720 cm2 0.720 cm2 3/8 Introducir Dato 0.710 cm2 Introducir Dato 1.01 1.00 Introducir Dato 0.400 m 0.450 m 0.400 m Introducir Dato 8.48 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00013 0.052 cm2 Introducir Dato 15.47 Kg Introducir Dato 947.22 Kg Introducir Dato 4200.00 kg/cm2 210.00 kg/cm2 218819.79 kg/cm2 0.125 m Introducir Dato 84.00 kg/cm2 0.0018 0.90 Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.4 m
No necesita refuerzo por Cortante
Diseño de la Cúpula, espesor = 15 cm
Refuerzo Tangencial (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.4 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
42.29 Tn/m2 Introducir Dato 0.50 m Introducir Dato 1479.56 Kg Introducir Dato 0.391 cm2 1.125 cm2 1.125 cm2 3/8 Introducir Dato 0.710 cm2 Introducir Dato 1.58 2.00 Introducir Dato 0.250 m 0.450 m 0.250 m Introducir Dato 6.39 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00008 0.026 cm2 Introducir Dato 3.34 Kg Introducir Dato 1184.02 Kg 44.82 Tn/m2 Introducir Dato 0.90 m Introducir Dato 1285.20 Kg Introducir Dato 0.340 cm2 2.025 cm2 2.025 cm2 3/8 0.710 cm2 2.85 3.00 Introducir Dato 0.300 m 0.450 m 0.200 m Introducir Dato 45.74 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00032 0.188 cm2 Introducir Dato 36.63 Kg Introducir Dato 2131.24 Kg Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.2 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.2 m Refuerzo Radial (Acciones Membrana)
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.25 m
No necesita refuerzo por Cortante Refuerzo Tangencial (Acciones Membrana)
4200.00 kg/cm2 0.200 m Introducir Dato 210.00 kg/cm2 218819.79 kg/cm2 0.0025 Introducir Dato 0.90 79.93 Tn/m2 Introducir Dato 0.50 m Introducir Dato 3265.00 Kg Introducir Dato 0.864 cm2 2.500 cm2 2.500 cm2 3/8 Introducir Dato 0.710 cm2 Introducir Dato 3.52 4.00 Introducir Dato 0.125 m 0.450 m 0.125 m Introducir Dato 95.40 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00121 0.394 cm2 Introducir Dato 40.38 Kg Introducir Dato 1872.10 Kg 128.75 Tn/m2 Introducir Dato 0.90 m Introducir Dato 5581.93 Kg Introducir Dato 1.477 cm2 4.500 cm2 4.500 cm2 3/8 0.710 cm2 6.34 7.00 Introducir Dato 0.129 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Refuerzo Tangencial (vertical) en la Cara Exterior (Acciones Membrana) No necesita refuerzo por Cortante
Diseño del Muro Exterior, espesor = 20 cm
0.450 m 0.125 m Introducir Dato 813.74 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00610 3.57 cm2 Introducir Dato 2116.54 Kg Introducir Dato 3369.79 Kg 4200.00 kg/cm2 0.200 m 210.00 kg/cm2 218819.79 kg/cm2 0.0025 Introducir Dato 0.90 38.61 Tn/m2 Introducir Dato 0.50 m Introducir Dato 3027.67 Kg Introducir Dato 0.801 cm2 2.500 cm2 2.500 cm2 3/8 Introducir Dato 0.710 cm2 Introducir Dato 3.52 4.00 Introducir Dato 0.125 m 0.450 m 0.125 m Introducir Dato 95.40 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00121 0.394 cm2 Introducir Dato 40.38 Kg Introducir Dato 1872.10 Kg Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Refuerzo Tangencial (vertical) en la Cara Interior (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante
Diseño del Muro Interior, espesor = 20 cm
Refuerzo Radial (horizontal) en la Cara Interior (Acciones Membrana) Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
129.32 Tn/m2 Introducir Dato 0.90 m Introducir Dato 5533.21 Kg Introducir Dato 1.464 cm2 4.500 cm2 4.500 cm2 3/8 0.710 cm2 6.34 7.00 Introducir Dato 0.129 m 0.450 m 0.125 m Introducir Dato 813.74 kg - m Introducir Dato 0.065 m Introducir Dato 0.00610 3.57 cm2 Introducir Dato 2116.54 Kg Introducir Dato 3369.79 Kg Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m
No necesita refuerzo por Cortante Se colocará varillas ϕ 3/8 @ 0.125 m