MI. SLOBODAN ZEMVA TANASIJEVIC 1 de 18 ISTRIA, S.A. DE C.V.

EL PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO Y LA OBTENCION DE LAS CARGAS POR VIENTO A LA CIMENTACION DEL TANQUE CIRCULAR APOYADO

SOBRE LA SUPERFICIE DE SUELO

(REFERENCIA: MANUAL DE DISEÑO CFE 2008)

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A4.1 VARIABLES QUE SE TOMAN EN CUENTA EN LOS ANÁLISIS:

CFE. CAP. 4.1., 4.1.2,

a) Dirección de análisis. Dos direcciones perpendiculares independientes, las que proporcionan

las condiciones más desfavorables, con rugosidades de terreno correspondientes.

b) Factores de carga y resistencia.

c) Volteo (FS>1.5).

d) Deslizamiento. (FS>1.5).

e) Levantamiento.

g) Presiones interiores.

g) Seguridad durante la construcción.

h) El efecto de grupo.

i) Análisis estructural.

j) Interacción suelo estructura.

A4.1.3 Clasificación de las estructuras según su importancia

GRUPO A. Grado de seguridad elevado.(Tanque TV-2002).

GRUPO B. SEGURIDAD MODERADA.

GRUPO C. Seguridad baja.

A4.1.4 Clasificación de las estructuras según su respuesta ante el viento

Tres tipos, según el cual se selecciona el tipo de análisis:

Tipo 1: Poco sensible a ráfagas y efectos dinámicos. Relación de esbeltez menor que cinco y el

periodo fundamental (Ts<1s) menor que un segundo. (Tanque TV-2002).

Tipo 2: Esbeltez mayor que cinco y s>1s, excluyendo las estructura tipo 3 y 4.

Tipo 3. Con oscilaciones que interactúan con viento.

Tipo 4: Aerodinámicamente inestables: cables, líneas de transmisión, antenas, etc.

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A 4.1.5 Acciones que se deben tomar en cuenta

ACCION I: Empujes medios. Presiones globales y locales que no cambian con el tiempo. (Tipo

1, cap. 4.3. Velocidad básica de diseño en cap. 4.2).(Tanque TV-2002).

ACCION II: Vibraciones por ráfagas turbulentas en la dirección del viento. Cargas cambian con

el tiempo. (Tipo 2, 3, cap. 4.4).

ACCION III: Vibraciones transversales al flujo y torsión (Tipo 3, cao. 4.4)

ACCION IV: Respuesta estructural causa la amplificación dinámica y resulta la inestabilidad

aerodinámica (estudio y experimentos).

A4.1.6 Procedimientos para evaluar las acciones de viento

Se indican dos tipos de análisis:

El procedimiento de cálculo estático (cap. 4.3, para Tipo 1) ).(Tanque TV-2002).

El procedimiento de cálculo dinámico (cap. 4.4, para Tipo 2, 3, 4).

En la próxima figura se indica el diagrama de flujo de análisis por el viento que se podría utilizar para

el tanque TV-2002.

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A4.1.7 UNIDADES

A 4.2 VELOCIDAD BASICA DE DISEÑO, VD

VD= velocidad básica de diseño a partir de la cual se calculan los efectos a la estructura, km/h

A 4.2.1 CATEGORIAS DE TERRENOS SEGÚN SU RUGOSIDAD

El terreno debe presentar la misma rugosidad a lo largo de la longitud mínima de desarrollo. Cuando

no es así, el Frz se debe corregir.

El sitio del tanque TV-2002 corresponde con la categoría 1.

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A4.2.2 MAPAS DE ISOTACAS. VELOCIDAD REGIONAL, VR

Los periodos de retorno se eligen de acuerdo con la importancia de la estructura (CFE, pag. 4.2 I. 3)

Grupo A: → periodo de retoro =200años,

Grupo B: → periodo de retoro = 50años,

Grupo C: → periodo de retoro = 10años.

Para el tanque TV-2002 se elige el periodo de retorno de 200años.

Del mapa Isotaca con el periodo de retorno de 200 años resulta la VR, lm/h:

=

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A4.2.3 FACTOR DE EXPOSICION, Vrz

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Resumiendo, para el tanque TV-2002:

=

=

=

=

A4.2.4 FACTOR DE TOPOGRAFIA, FI

El efecto topográfico del sitio se indica en la siguiente tabla:

Para el tanque TV-2002 se elige el factor de topografía local, FI:

=

De aqui se puede obtener la VD= velocidad básica de diseño a partir de la cual se calculan los efectos a

la estructura, km/h:

=

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A4.2.5 PRESIÓN DINÁMICA DE BASE, qz

MI. SLOBODAN ZEMVA TANASIJEVIC 11 de 18 ISTRIA, S.A. DE C.V.

=

=

=

La presión dinámica de base (qz) es, kg/m2:

=

A4.2.6 PRESIÓN ACTUANTE SOBRE ESTRUCTURAS, pz

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A 4.2.7 RESPUESTA ACTUANTE EN ESTRUCTURAS

La sumatoria incluye todas las posibles presiones actuantes sobre el area de referencia.

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A4.3.2 PRESIONES Y FUERZAS DEBIDAS A LA ACCION DEL VIENTO

(4.3.2.9) Silos y tanques cilíndricos

El factor KL de presión local se toma igual a 1.0 para las parees del tanque:

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=

La fuerza de arrastre, Fa, para el diseño globalse obtiene con la expresión:

b = diámetro del tanque, m

=

he = altura del tanque, m

=

La fuerza de arrastre total, Fa, kg

=

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ANEXO 5. CARGAS DE VIENTO AL TANQUE TV-2002 CON EL PROGRAMA DE ANALISIS "SISTEMA VIENTO"

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EVALUACION APROXIMADA DE LAS CARGAS DE VIENTO AL TANQUE TV-2002

CFE, PROGRAMA SISTEMA VIENTO, 2008

TV-2002

Descripción: TANQUE

Encargado del proyecto: SZT

Tipo de Estructura: Silo o tanque cilíndrico

Largo (b): 55.0 m

Altura (he): 17.5 m

Altura (H): 17.5 m

Altura Sobre el Nivel del Mar: 0.0 m

Temperatura Media Anual: 20.0 °C

Clasificación según su Importancia: Grupo A

Clasificación según su Respuesta a la Acción del Viento: Tipo 1

Categoría del Terreno según su Rugosidad: Categoría 1

Factor de Topografía: 1.0

Latitud: 18.29

Longitud: -93.04

Velocidad Regional: 162.0 km/h (45.0 m/s)

Velocidad de Diseño: 194.69 km/h (54.08 m/s)

Ciudad: Otra

Periodo de Retorno: 200 años

Factor de Exposición Estático: 1.2

Factor G: 1.02

Presión Dinámica de Base (qz): 1811.35 Pa (184.64 kg/m2)

Pendiente (γ): 10.0 °

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Pendiente (β): 0.0 °

Altura promedio: 19.92 m

Las presiones interiores deberán calcularse por el usuario.

PRESIONES EXTERIORES PARA EL DISEÑO DE SILOS O TANQUES CILÍNDRICOS

La relación entre la altura libre del tanque o silo y su largo es menor a 0.25 o mayor a 4.

Muros laterales

CPe = Ks CPc = 1.0 (0.85) = 0.85

Pe = CPe KA KL qz = 0.85 (1.0) (1.0) (1621.37) = 1378.16 Pa

Fa = 0.63 qz b hs = 0.63 (1621.37) (55.0) (17.5) = 983155.39 N

Techo

Zona A

Pe = CPe KA KL qz = -0.8 (0.8) (2.0) (1811.35) = -2318.53 Pa

Zona B

Pe = CPe KA KL qz = -0.5 (0.8) (2.0) (1811.35) = -1449.08 Pa

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