DISEÑO DE TANQUE PARA AGUA METALICO ELEVADO Tamaño real de lámina Tamaño RealAncho 6 pies 5.97 1.82 mLargo 20 pies 19.95 6.08 mPeso agua 1000 kg/m3Dámetro 6.7 m Ing. Rivera Numero de anillos 4 HondurasAltura 7.28 m

Vtanque 283.95Capacidad 75011.1 Gal

Acero estructural A-36 36000

f'c 280

fy 2800REVISION DE ESPESORESEspesores de tanque

th =2.6hDg/fEE = 0.35 Para tanque simple y soldadura continua

Primera fila anillo 4th = 0.19 pulg

4.95 mm < 9 mmSegunda fila anillo 3

th = 0.15 pulg3.71 mm < 7 mm

Tercera fila anillo 2th = 0.10 pulg

2.48 mm < 5 mmCuarta fila anillo 1

th = 0.05 pulg1.24 mm < 5 mm

6.7Diseño de torre 5 1.15Numero de columnas, N = 6Altura de torre, HT = 10 m 5Diametro de torre 8.7 m

Peso acero A-36 7849 5Numero de espacios, Nesp. = 4 7.28Lamina de acero 5 mm 7Altura Techo inclinado 1.15 mLongitud inclinada techo 3.5419 m 9

Area techo 39.41Peso de techo 1546.70 kg 9

2.5 1.55Lamina de fondo 9.00 mmAltura fondo de tanque 1.55 mLongitud inclinada 3.6912 m

Area fondo tanque 42.80 2.5Peso fondo 3023.73 kg 10

Area anillo 35.26 2.5

m3

lb/pulg2

kg/cm2

kg/cm2

kg/m3

m2

m2

m2

Peso anillo 1 1503.15 kgPeso anillo 2 1503.15 kgPeso anillo 3 2104.42 kgPeso anillo 4 2705.68 kg 2.5

Wtanque vacio 12386.83 kgWaditamientos (10%) 13625.51 kg 8.7Peso real tanque vacio 13.63 tonWtanque lleno 297.580 ton

FUERZAS DE VIENTOv = 100 mph

160.93 kph

125.09

SECCIONPRESION AREA FACTOR FVIENTO BRAZO M

kg/m2 m2 (AWWA 3.1.4) kg m kg-mCubierta techo 125.09 3.85 0.5 240.95 17.66 4255Cilindro techo 125.09 48.77 0.6 3660.17 13.64 49925Fondo tanque 125.09 5.19 0.5 324.76 9.48 3079WF 12x12 125.09 18.42 2.0 4608.30 5.00 23042

8834.19 80300.29FUERZA SISMICA (AWWA D-100 C 13-1)

Zona sismica = 3 mHtorre = 10 mDtorre = 8.7 m

Htanque = 7.28 mDtanque = 6.7 m

Ncol = 6Fs =ZIKCSWtanque lleno

Z I K S J H'0.75 1.0 2.5 1.5 0.091 13.64

0.42

0.10CS = 0.15 .Fs = 83.69 ton

Ms =FsH' = 1141.53 ton-m (6 columnas)F' =M/Htorre = 114.15 ton/m

fn =F'/Ncol = 19.03 ton

COMBINACION DE FUERZASDESCRIPCION Pn = (-1)W/N ± 2M/R'N SUMA Sentido

kg CargaTanque vacio + viento -2270.92 7990.08 -10261.00 Abajo

(uplift) 5719.16 Arriba

Tanque lleno + viento -49596.67 7990.08 -57586.75 Abajo-41606.59 Abajo

Presion=.00483V2 kg/m2

T=JH'/(D).5 =

C =1/15(T)0.5 =

Tanque lleno sin viento -49596.67 -49596.67 Abajo

Tanque lleno + sismo -49596.67 113585.07 -163181.74 Abajo63988.40 Arriba

Por viento = 1.16 < 1.25Usar 25% de incremento en esf. admisibles

Por sismo = 3.29 > 1.33Usar 33.333% de incremento en esf. admisibles

DISEÑO DE COLUMNAS SECCIONWF Peso

Numero de columnas, N = 6 1 to 21 14" x 14"Altura de torre, Htorre = 10 m 22 to 35 12" x 12"Numero de espacios, Ne = 4 36 to 49 10" x 10"Altura de espacios, Hesp. = 2.5 m 50 to 59 8" x 8"Pn max = 163181.74 kg0.75Pnmx = 122386.31 kg

ALAS EspesorSeccion Altura Ancho Espesor Alma

Numero de seccion 27 pulg pulg pulg pulgTipo de seccion WF 12"x 12" 12.25 12.04 0.671 0.43

Area = 21.16W = 72 lb/pie 0.671

Ix = 597.4

Sx = 97.5rx = 5.31 pulg

Iy = 195.3 0.43 12.25

Sy = 32.4ry 3.04 pulg

Kx = 1 0.671Ky = 0.85 12.04

Kxl/rx = 47.08Kyl/ry = 69.90

Fax = 15930 ?

Fay = 14620 ?fa =Pn/A = 12747.6 < 14620

DISEÑO DE VIGASNumero de vigas, Nv = 18

Lv = 3.85 mH = F' = 114.15 ton/m

19.03 ton 41.93 kipsSECCION

CUAD Peso1 to 3 16" x 16"4 to 7 14" x 14"

9 to 12 12" x 12"14 to 18 10" x 10"20 to 25 8" x 8"27 to 31 7" x 7"33 to 37 6" x 6"39 to 37 5" x 5"

Numero de seccion, Ns = 37SECCION CUADRADA 6" x 6" 3/16

pulg2

pulg4

pulg3

pulg4

pulg3

lb/pulg2

lb/pulg2

TDH

A = 27.55 cm2 4.27

Ix = 990.64 cm4 23.8

Sx = 129.95 cm3 7.93rx = 5.99 cm 2.36 pulgry = 5.99 cm 2.36 pulgW = 21.62 kg/m 14.53 lb/pie

REVISION POR COMPRESION

fa = 9819.67Kx = 1 Ky = 0.85

Kxl/rx = 64.2Kyl/ry = 54.59

Fax = 14990 16655.556

Fay = 15554 17282.222REVISION POR TENSION

Ft =0.6Fy 21600

Areq = 1.94 < 4.27Rel. de esbeltez L/r max pref. 300

l/r = 64.2 < 300 OK !!!

TENSORES

Cantidad = 6

LT = 4.59 m

lx =0.5LT 2.30 m 2.5K = 0.85

H = Fs = 83.69 ton 3.85184504.49 lb ßn = 90

TanØn = 32.9977 Senßn = 1.00Øn = 33 grados CosØn = 0.83867

TnR =2HSenßn/NCosØn = 73332.1 lb VientoTnA = 0.75TnR 54999.10 lb

Numero de seccion 5 Doble ØnTipo de Seccion = 4" x 4" x 5/16"

Peso de seccion, W = 16.4 lb/pie

Area real, A = 4.8

Ix = 7.43

Sx = 2.58rx = 1.24 pulgry = 1.80 pulg

Max.ßn =90 REVISION POR COMPRESION

Kxl/rx = 61.9Fax = 15140.0 lb/pulg2

fa = 11458.1 < 15140.0 OK !!!1.94 < 4.8

pulg2

pulg4

pulg3

lb/pulg2

lb/pulg2

lb/pulg2

lb/pulg2

pulg2 pulg2

TnsA

Øn

TnR

TnsB

pulg2

pulg4

pulg3

lb/pulg2 lb/pulg2

CIMENTACION

Cap. de soporte del suelo 3 (asumido)F'c = 280 kg/cm2 0.7 0.6 0.7Fy = 2800 kg/cm2Peso concreto. 2400 kg/m3Numero de columnas, N = 6

Peso columna = 49596.67 kgM = 13383.38 kg - m 2 0.4

ZapataAncho = 2 mLargo = 2 m

Espesor = 0.4 mLargo pedestal = 0.6 2

Ancho pedestal = 0.4Area pedestal, Ag = 2400

Numero de zapataz, Nz = 6Altura de desplante 1.5 m

Peso suelo = 1920 kg/cm3 MAltura de desplante 1.35 m P

Peso zapata = 3840 kgPeso pedestal 634 kg 0.15

Peso tierra = 6858 kgPeso total, P 11332 kg 1.1

1.5 0.9511332 > 5719.16

No existe subpresion !!

Diseño del pedestal 0.4P' = 50230.27 kg

e =M/P' = 0.27 me/t = 0.44 < 0.5

Seccion no agrietada !!

Columna articulada empotrada

34.64 cmK = 1.50

Esbeltez = lu/d = 1.83 < 10Columna corta

As = 1% del area del pedestal (Refuerzo minimo)

As = 24Varilla numero = 8

Diametro varilla, Øv = 2.54 cm

Area de varilla, Av = 5.07Numero de varillas, Nv = 9.45 Usar 6

Area real = 30.40Cuantia de acero, p = 0.0127

f'c = 280n = 8

kg/cm2

K = t2/2r2

r = d/(3)0.3 =

cm2

cm2

cm2

fs = 1120

fc =Pe(1± Ke/t)/Ag(1+(n-1)p) = 32.03

6.42% de esfuerzos permisibles = 125.00 %

fcmax = 25.62

fa =(0.225f'c+fsp)/(1+(n-1)p = 70.90C = fa/.4f'c = 0.633

fe =fa(1+k(e/t))/(1+Ck(e/t)) = 83.09 > 25.62 OK

Diseño de la zapata

Area de zapata 40000

Zx = 1333333.33333333

Zy = 1333333.33333333M = 10706.71 kg - mP = 40184.21

P =P/A ± M/Z

Pmax = 1.81

Pmin = 0.200.7 0.6 0.7

Flexion

2016

18076

X4 = 5621.02W1 = 1277 kg/m X4

W2 = 672 kg/mW3 = 8718.54 kg/mW4 = 1967.4 kg/m

MA = -3287.51 kg-m/m

Numero de varilla = 5Diametro de varilla Øv = 1.59 cm

Recubrimiento = 7.5 cmd = 31.7 cmk = 19.123

defect = 9.61 < 31.7

As = 5.71

Area varilla, Av = 1.98Numero de varillas, Nv = 2.9 Usar 5

Espaciamiento =

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

kg/cm2

cm2

cm3

cm3

kg/cm2

kg/cm2

w1

w2

w3

kg/m2

w4

cm2

cm2

Area real = 9.90

Cortante

v =.02f'c = 5.6V = -8737.10 kg/m

v = 3.17 < 5.6

# 8

1.1

# 5@ 45

0.4

# 5@ 30

# 8# 6

0.4 0.5 # 3 @ 20

0.6# 3 @ 15 0.30

ARMADO PEDESTALV. TENSORA

cm2

kg/cm2

kg/cm2 kg/cm2

lu

kg/m2

DISEÑO DE ANCLAJE

ColumnaTIPO SECCION PESO UNIDADES

WF 12"x 12" 72 lb/pieb = 12

0.95(d+2x2.5)2.5

12.25 d = 12.25

n m 0.95d m

5

n ó m

BM

5 t

n d

c

P = 49596.67 kg0.75P = 37197.50 kg 82006.36 lbs

M = 13383.38 kg-m0.75M = 10037.54 kg-m 871218.63 lb-pulg

M/P = 10.62 pulg > d/2 6.13 pulgSe requieren pernos de tension

0.8bf = 9.60 pulg0.95(d+2*2.5) = 16.39 pulg

C = 22.25 pulg USAR 22 pulgB/C = 0.586 0.56 cm

B = 13.03 pulg USAR 14 pulg0.36 cm

bf

0.8bf

M =qn2/2

M =qm2/2

2.52.52.5 2.5

d = 19.75kd = 8.97

f ' = 1500

T

F'c = 4000

Presion admisible, f ' = 1500

SUMA DE MOMENTOS EN LA LINEA DE ACCION DE TSUMA M = 0

dist. = 8.625 pulga = 3500 1b = 207375 59.25c = 1578523.47 451.01

3510.564ac = 1804.03

41.31kd = 50.28 pulgkd = 8.97 pulg

SUMA V = 0T = 12177.40 lb

EL AREA REQUERIDA PARA REFUERZO DE TENSION PARA PERNOS DE ANCLAJE A36 ES:

Areq = 0.56USAR 2 pernos de 3/4"

EL MOMENTO EN EL PATIN DE LA COLUMNA PARA UNA FRANJA DE

8.973.97 5

Y

Y = 663.9 663.9

lb/pulg2

lb/pulg2

b2 =

Raiz(b2-4ac) =

pulg2

lb/pulg2

M = 15266.12 lb - pulg1500

EL ESFUERZO DE FLEXION PERMISIBLE PARA PLACA A36 ES :

Fb =0.75Fy = 27000M =FbS

t = 1.84 pulg 4.68 cmUSAR 2 pulg 5 cm

USAR PLACA DE 14" x 22" x 2"

lb/pulg2

S=bt2/6 =