Diseño de Tanques Rectangulares [PDF]

Zitiervorschau

Diseño de Tanques Rectangulares I.

Informacion del diseño Peso volumetrico del agua:

WH2O

Peso volumetrico del suelo mojado:

PVSOIL

3 70.00 lb/f 3 100.00 lb/f

Coeficiente de presion activa del suelo:

ka

0.30

Coeficiente de presion activa del agua:

kw

1.00

Resistencia a la compresion del concreto:

f'c

Esfuerzo de fluencia del acero:

fy

4000.00 psi 60000.00 psi

Altura del tanque:

a

10.00

f

Longitud del tanque:

b

30.00

f

Espesor del tanque:

c

20.00

f

Proyeccion de la losa despues de la pared: Espesor de las paredes del tanque:

x t b

2.50 18.00

f in in

Ancho unitario de diseño:

12.00

II.

Determinacion de las condiciones de carga

III.

Diseño de paredes del tanque para la condicion de carga No.1 Datos 2 q Presion del agua: q = kw w a 700.00 lb/f Ratio longitud/altura: b/a Ratio espesor/altura: c/a

III.a.

b/a c/a

3.00 2.00

Diseño para fuerzas de corte Coeficientes de cortante Para b/a Bottom edge - midpoint: 0.50 Side edge - maximum: 0.37

Side edge - midpoint:

0.24

Para c/a Bottom edge - midpoint:

0.45

Side edge - maximum: Side edge - midpoint:

0.27 0.26

III.a.1

Verificando corante en la base de la pared larga. db 5/8 Diametro de las varillas: Recubrimiento de varillas:

r

Peralte efectivo Corante nominal: Vn = Cs q a

d

15.69

in

Vn

3500.00

lbs

Corante amplificado: Vu = 1.7 Vn

Vu

5950.00

lbs

Corante admisible: Vc = 2 √f'c b d

Vc

23811.95

lbs

Corante admisible reducido: ØVc

ØVc

20240.16

lbs

ØVc 20,240.16

III.a.2

≥ ≥ Cumple

2.00

in

Vu 5,950.00

Verificando cortante en el borde lateral de la pared larga Vn Corante nominal: Vn = Cs q a 2590.00 Vu

Corante amplificado: Vu = 1.7 Vn

4403.00 Verificando cortante en el borde lateral de la pared corta Vn Corante nominal: Vn = Cs q a 1890.00 Vu

Corante amplificado: Vu = 1.7 Vn

in

-3213.00 Cortante admisible en el borde lateral de la pared larga Ag Area gruesa: Ag = 12 t 216.00

lbs lbs lbs lbs in2

Corante admisible: Vc =

Vc

23103.55

lbs

Corante admisible reducido: ØVc

ØVc

19638.01

lbs

ØVc

≥ 19,638.01 ≥ Cumple

Vu 4,403.00

Diseño para momentos flexionantes verticales ( M ux ) ( Determinacion del acero vertical ) -239.48 Mux = in - kips

III.b

Mx = Mx Coef. qa2/ 1000 qa2/ 1000 =

TOP 0.9 a 0.8 a 0.7 a

CORNER

Mux

-11.00 -16.00 -14.00 -13.00

-20.42 -29.70 -25.99 -24.13

0.1 b 0.9 b 0.00 -2.00 -3.00 -1.00

Mux = Sanitary Coef. x 1.7 x Mx

70.00 ft - lbs Mux 0.00 -3.71 -5.57 -1.86

0.2 b 0.8 b 0.00 2.00 4.00 6.00

→ Mux 0.00 3.71 7.43 11.14

0.84 in - kips 0.3 b 0.7 b 0.00 4.00 7.00 9.00

Mux 0.00 7.43 12.99 16.71

0.4 b 0.6 b 0.00 4.00 8.00 10.00

0.6 a

-12.00

0.5 a 0.4 a 0.3 a 0.2 a 0.1 a BOT.

-10.00 -9.00 -6.00 -4.00 -1.00 0.00

-22.28 0.00 -18.56 1.00 -16.71 1.00 -11.14 -2.00 -7.43 -8.00 -1.86 -19.00 0.00 -38.00

0.00 1.86 1.86 -3.71 -14.85 -35.27 -70.54

7.00 6.00 2.00 -7.00 -23.00 -46.00 -80.00

12.99 11.14 3.71 -12.99 -42.70 -85.39 -148.51

9.00 6.00 -2.00 -16.00 -37.00 -67.00 -109.00

16.71 11.14 -3.71 -29.70 -68.69 -124.38 -202.35

9.00 5.00 -5.00 -22.00 -46.00 -80.00 -124.00

n del acero vertical )

y Coef. x 1.7 x Mx

Mux

0.5 b

0.00 0.00 7.43 5.00 14.85 8.00 18.56 10.00

Mux 0.00 9.28 14.85 18.56

16.71 9.28 -9.28 -40.84 -85.39 -148.51 -230.19

9.00

16.71 4.00 7.43 -7.00 -12.99 -24.00 -44.55 -49.00 -90.96 -84.00 -155.94 -129.00 -239.48

Acero de refuerzo requerido para la cara interior de la pared en el sentido vertical

�=𝑀_𝑢/ (∅𝑏𝑑^2 )

Factor de resistencia a la flexion: Cuantia de acero: Cuantia balanceada de acero: ρ

ρ

0.0015

ρb

0.0285

0.75 ρb

≤

0.0015

90.10

≤

0.0214

Cumple As = ρ x bx d Asmin

Area requerida de acero: Area minima de acero: 9.6.1.3 ACI318-14

4/3 As As

≥

0.29 0.63 0.38

in2 in2 in2

Asmin

0.287 ≥ 0.628 No cumple, deberá colocarse 4/3 As, según 9.6.1.3 del ACI318-14. Diseño para momentos flexionantes horizontales ( M uy ) ( Determinacion del acero horizontal ) Muy = -144.80 in - kips

III.c

My = My Coef. qa2/ 1000 qa / 1000 =

70.00 ft - lbs

2

CORNER

Muy

TOP 0.9 a 0.8 a 0.7 a 0.6 a

-55.00 -78.00 -71.00 -65.00 -59.00

-102.10 -144.80 -131.80

0.5 a

-52.00

0.4 a 0.3 a 0.2 a 0.1 a BOT.

-43.00 -32.00 -18.00 -6.00 0.00

-120.67 -109.53

0.1 b 0.9 b -20.00 -18.00 -15.00 -12.00 -9.00

-96.53 -6.00 -79.83 -4.00 -59.40 -2.00 -33.42 -2.00 -11.14 -4.00 0.00 -8.00

-22.28 -16.71

0.2 b 0.8 b 9.00 9.00 9.00 9.00 9.00

-11.14

8.00

Muy -37.13 -33.42 -27.85

-7.43 6.00 -3.71 2.00 -3.71 -2.00 -7.43 -9.00 -14.85 -16.00

Muy = Sanitary Coef. x 1.7 x My →

0.84 in - kips

16.71 16.71

0.3 b 0.7 b 20.00 19.00 18.00 16.00 14.00

14.85

10.00

Muy 16.71 16.71 16.71

11.14 6.00 3.71 1.00 -3.71 -5.00 -16.71 -13.00 -29.70 -22.00

Muy 37.13 35.27 33.42 29.70 25.99

0.4 b 0.6 b 23.00 21.00 19.00 17.00 14.00

Muy 42.70 38.98 35.27 31.56 25.99

18.56 10.00 18.56 11.14 5.00 9.28 1.86 0.00 0.00 -9.28 -7.00 -12.99 -24.13 -15.00 -27.85 -40.84 -25.00 -46.41

Acero de refuerzo requerido para la cara interior de la pared en el sentido vertical Factor de resistencia a la flexion:

�=𝑀_𝑢/ (∅𝑏𝑑^2 )

54.48

�=𝑀_𝑢/ (∅𝑏𝑑^2 )

Factor de resistencia a la flexion: Cuantia de acero: Cuantia balanceada de acero:

ρ ρb

ρ

≤ 0.0009 ≤ Cumple

0.75 ρb 0.0214

54.48 0.0009 0.0285

o vertical

4.

ero horizontal )

o vertical

0.5 b

Muy

24.00 22.00 19.00 17.00 14.00

44.55 40.84 35.27

10.00

18.56

31.56 25.99

5.00 9.28 -1.00 -1.86 -8.00 -14.85 -16.00 -29.70 -26.00 -48.27

As = ρ x bx d Area requerida de acero: Acero requerido por tensión directa en la pared larga.

0.17 in2

Tensión factorizada: Nu = 1.7 Vu

Nu

Acero requerido por tensión factorizada:

As

Total de acero requerido en la cara interior: Area minima de acero:

Ast Asmin

0.10 in2 0.22 in2 0.63 in2

9.6.1.3 ACI318-14

4/3 As

0.30 in2

Ast 0.221

≥

Asmin

≥

0.628

5,301.45 lbs

No cumple, deberá colocarse 4/3 Ast, según 9.6.1.3 del ACI318-14.