tesis - software para tanques subterraneos.pdf
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
“DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL DISEÑO DE TANQUES SUBTERRÁNEOS DE CONCRETO ARMADO SEGÚN LA NORMA COVENIN 1753-
2006”
Trabajo Especial de Grado presentado como requisito para optar al Título de Ingeniero Civil.
Realizado por:
Br. Leonardo Palencia C.I.19.824.468
Br. Daniel Raven C.I.19.213.567
Tutor Académico:
Prof.: Ing. Gerardo Gutiérrez
Maracaibo, 08 de Abril de 2011
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HOJA DE JURADO
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“DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL DISEÑO DE TANQUES
SUBTERRÁNEOS DE CONCRETO ARMADO SEGÚN LA NORMA COVENIN 1753-
2006”
Leonardo Palencia Daniel Raven
C.I 19.824.468 C.I 19.213.567 [email protected] [email protected]
Telf.: 0414 6806222 Telf.: 0414 3604452
Tutor Académico Prof.: Ing. Gerardo Gutiérrez
__________________________________
Directora de Escuela Prof.: Ing. Nancy Urdaneta
_________________________________
Decano Facultad de Ingeniería Ing. Oscar Urdaneta
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DEDICATORIA
A mis padres por apoyarme en todo momento y enseñarme que todo lo que se quiere
se puede alcanzar con esfuerzo. Mi padre Roberto que ha sido uno de mis ejemplos a
seguir tanto profesional como personalmente y mi madre Mercedes que me enseñó que
con paciencia y humildad se pueden conseguir grandes cosas.
A mis hermanos Susana y Roberto que siempre han estado a mi lado para brindarme
su ayuda en todo momento.
A mi novia Vanesa que me ha enseñado a ver una parte de la vida que no conocía.
A mis amigos, mis hermanos…
Gracias a todos,
Palencia R., Leonardo R.
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DEDICATORIA
Primero que nada darle las gracias a Dios por estar aquí y a mis padres a quienes les
debo todo lo que soy hoy en día. A mi papá Euro que siempre guió mis pasos desde mi
infancia dándome todo su apoyo y su amor de padre, y a mi mamá Judith quién ha
estado conmigo aconsejándome en las circunstancias más difíciles, diciéndome
siempre que con paciencia y perseverancia puedo alcanzar mis metas. Padres sin
ustedes yo no hubiese alcanzado esta meta.
A mi abuelo el Ing. Euro Raven, quien siempre ha querido que fuese ingeniero le dedico
este logro.
Y por último al resto de mi familia, mi hermana, tíos, mi padrino y mi madrina a quién
tengo mucho que agradecerles, los quiero mucho.
Gracias a Todos,
Daniel E. Raven N.
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AGRADECIMIENTOS
A Dios por darnos la vida, llenarnos de salud, sabiduría, fortaleza, confianza en
nosotros mismos e iluminar el camino que nos permitió con éxito concluir este proyecto.
A nuestro tutor, Ing. Gerardo Gutiérrez, que sin esperar ningún tipo retribución nos
ofreció su ayuda y apoyo incondicional en este trabajo de investigación, guiándonos a lo
largo de todo el proceso y siendo para ambos un gran estímulo que nos dio fortaleza y
nos impulsó a cumplir los objetivos.
A los profesores de la Universidad Rafael Urdaneta que colaboraron compartiendo sus
conocimientos con nosotros día tras día.
A la directora de la Escuela de Civil, Nancy Urdaneta por colaborar con nosotros
durante toda la carrera, por su dedicación al estudiante y su mejor disposición hacia
todos.
Gracias a todos por su colaboración,
Palencia R. Leonardo R. Daniel E. Raven N.
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PALENCIA, LEONARDO Y RAVEN, DANIEL. “DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL DISEÑO DE TANQUES SUBTERRÁNEOS DE CONCRETO ARMADO SEGÚN LA NORMA COVENIN 1753-2006”. TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL. MARZO 2011. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL. MARACAIBO, VENEZUELA. 117 p.
RESUMEN
Se desarrolló un programa para el diseño de tanques subterráneos de concreto armado cumpliendo con la Norma Venezolana COVENIN. El algoritmo generado se divide en varias hojas que incluye en su primera hoja, los datos de diseño y una tabla que permite ingresar los datos requeridos para el cálculo, luego se muestra en una tabla los momentos calculados, posteriormente el acero de refuerzo para terminar con la disposición final del acero. El programa se realizó utilizando como lenguaje de programación VISUAL BASIC 6.0 y el entorno de trabajo es sencillo, de fácil interpretación y manejo. Los objetivos planteados fueron cumplidos siguiendo un modelo de investigación descriptiva y su diseño fue de tipo no experimental. A través de la comparación con un ejercicio resuelto de manera manual se demostró que el programa optimiza un proceso que se considera inefectivo debido a la gran inversión de tiempo requerido, la dificultad para modificar cualquier valor y el cuidado necesario que el ingeniero calculista debe tener. La presentación sencilla de la aplicación, sus resultados acertados y la reducción significativa de la dificultad del proceso dan como resultado una herramienta que minimiza notablemente el tiempo de diseño y aumenta tanto la calidad como la eficiencia, dejando a un lado cualquier tipo de error humano al momento del diseño. Palabras claves: algoritmo, diseño, programa.
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PALENCIA, LEONARDO; RAVEN DANIEL. “DEVELOPMENT OF A PROGRAM FOR THE DESIGN OF REINFORCED CONCRETE UNDERGROUND TANKS ACCORDING TO THE STANDARD COVENIN 1753:2006”. THESIS TO APPLY FOR A CIVIL ENGINEER DEGREE. MAY 2011. RAFAEL URDANETA UNIVERSITY. ENEGEERING FACULTY, CIVIL SCHOOL. MARACAIBO, VENEZUELA. 117 p.
ABSTRACT
A program was developed for the design of reinforced concrete underground tanks complying with the Venezuelan standard COVENIN. The generated algorithm is divided into several pages which includes in its first page that lets you enter some data required for calculation, then displays a table of calculated moments later the reinforcing steel to finish with the final disposal of steel. The program was conducted using programming language Visual Basic 6.0 and the work environment is simple, easy interpretation and management. The objectives were met following a descriptive research model and its design was not experimental. Through comparison with a manually solved exercise showed that the program optimizes a process that is considered ineffective because of the large investment of time required, the difficulty to modify any value and the necessary care that the calculator engineer must have. The simple presentation of the application, its successful results and significantly reduce the difficulty of the process results in a tool that significantly reduces design time and increases both the quality and efficiency, apart from any human error design time. Key Words: algorithm, design, program
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INDICE DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………..13 CAPÍTULO I. EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN…………………………..…16 1.1. Planteamiento del Problema……………………………………………...........16 1.2. Objetivos…………………………………………………………………………...17 1.2.1. Objetivo General……………………………………………………………......…17 1.2.2. Objetivos Específicos……………………………………………………………..18 1.3. Justificación………………………………………………………………............18 1.4. Delimitación………………………………………………………………………19 1.4.1. Espacial……………………………………………………………………….........19 1.4.2. Temporal……………………………………………………………………………19 1.4.3. Científica……………………………………………………………………………19 CAPITULO II. MARCO TEÓRICO………………………………………………………..21 2.1. Antecedentes de la Investigación…………………………………………….21 2.2. Bases Teóricas…………………………………………………………………..23 2.2.1. Tanque de Agua…………………………………………………………………23 2.2.1.1 Tipos de Volúmenes de Almacenamiento…………………………………..24 2.2.1.2 Tipología de Reservorios……………………………………………………..25 2.2.1.3 El Tanque como Recipiente…………………………………………………..28 2.2.1.4 Tanques y Recipientes Estanco de Concreto. (Norma COVENIN 1753-
2006)…………………………………………………………………………….31 2.2.2. Lenguaje de Programación……………………………………………………38 2.2.3. Programa……………………………………………………………………….…39 2.2.3.1. Programas que se Auto-Modifican……………………………………….…..40 2.2.3.2. Programas Cargados Manualmente………………………………………….40 2.2.3.3. Programas Generados Automáticamente…………………………………...40 2.2.4. Diseño de un Programa………………………………………………………..41 2.2.4.1. Etapas del Proceso…………………………………………………………….41 2.2.5. Modelos de Desarrollo de Software………………………………………....45 2.2.5.1. Desarrollo por Etapas………………………………………………….………45 2.3. Definición de Término Básicos……………………………………………….48 2.4. Sistema de Variables……………………………………………………………51 2.4.1. Definición Conceptual…………………………………………………………….51
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2.4.2. Definición Operacional…………………………………………………...………51 2.4.3. Cuadro de Variables……………………………………………………………...52 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO…………………………………………….55 3.1. Tipo de Investigación……………………………………………………………55 3.2. Diseño de la Investigación……………………………………………………..56 3.3. Población y Muestra……………………………………………………………..57 3.4. Técnicas de Recolección de Datos………………………………...…………57 3.5. Proceso Metodológico………………………………………………………….62 CAPITULO IV. PROGRAMA PARA EL DISEÑO DE TANQUES SUBTERRÁNEOS………………………………………………………………………....68 4.1. Algoritmo……..……………………………..………………...………………...…69
4.2. Programa……………………………………………..……………………………69
4.3. Ejercicio a Mano………………………………………………………..…………69 4.4. Aplicación del Software Entrada y Salida…………………………………....70 4.5. Comparación de Resultados………………….……………………………......75 CONCLUSIONES…………………………………………………………………………..78 RECOMENDACIONES………………………....………………………………………….79 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………………………..80 ANEXOS…………………………………………………………………………………….81
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1…………………………………………………………………………….….……31 Tabla 2.2………………………………………………………………………………..…....22 Tabla 2.3…………………………………………………………………………….……….34 Tabla 2.4…………………………………………………………………………….…….…35 Tabla 2.5…………………………………………………………………………….…….…35 Tabla 2.6…………………………………………………………………………….……….37 Tabla 3.1…………………………….………………………….…………………………...58 Tabla 3.2……………………………………………………….…………………………....58 Tabla 3.3………………………………………………………………………………….....61
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 4.1…………………………………………………………………………………..70 Figura 4.2…………………………………………………………………………………..71 Figura 4.3…………………………………………………………………………………..72 Figura 4.4…………………………………………………………………………………..73 Figura 4.5…………………………………………………………………………………..73 Figura 4.6…………………………………………………………………………………..74 Figura 4.7……………………………………………………………………………….….75
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INTRODUCCIÓN El problema de escasez de agua en la actualidad es de índole mundial, en nuestro país
en los últimos años se ha agravado el problema, encontramos una baja cobertura de
este servicio sumado a un racionamiento general de las empresas encargadas del
suministro.
Los usuarios en la búsqueda por satisfacer esta escasez optan por alternativas de
almacenamiento, utilizando en su mayoría tanques de almacenamiento.
El diseño de tanques de almacenamiento subterráneos es un proceso riguroso,
meticuloso y mecánico, que requiere de tiempo y cuidado en su cálculo. Por ser un
procedimiento metódico lleva muchas veces a los ingenieros a no prestar la suficiente
atención sin tomar en cuenta factores para circunstancias determinadas acortando la
vida útil del mismo.
Con el propósito de reducir las variables humanas y el tiempo invertido se pretende
desarrollar un programa que optimice el proceso. El programa esta compuesto por un
algoritmo que lleva a cabo el diseño de tanques subterráneos de concreto armado.
El trabajo está estructurado en cuatro capítulos. El primer capítulo contiene los objetivos
planteados para el desarrollo del programa y la justificación de este desarrollo, en el
capítulo dos se encuentran citadas las normas, reglamentos, guías y códigos COVENIN
y definición de algunos términos utilizados como base para el desarrollo de esta
investigación. El capítulo tres explica la metodología utilizada, es decir las actividades
que se realizaron de forma consecutiva. Finalmente el capítulo cuatro presenta el
programa con todos sus documentos anexos, demás información generada en el
proceso e interpreta los resultados comparando los datos obtenidos del programa con
un ejercicio hecho de la forma tradicional.
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El programa generado en esta investigación cumple con las exigencias planteadas al
principio y se consolida como un método más rápido y eficaz que facilita el cálculo de
dichas estructuras.
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Capítulo I.__________
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CAPÍTULO I
EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1. Planteamiento del Problema.
El agua es uno de los recursos fundamentales para el desarrollo de la vida. A pesar del
enorme volumen de agua que existe en el planeta, 1,41 mil millones de km3, sólo el 2%
es agua dulce, la mayor parte de la cual (alrededor del 87%), se encuentra en capas de
hielo, glaciares y aguas subterráneas, y un 13% (unos 2000 km3) es la cantidad de
agua disponible, que se encuentra en ríos, lagos y otros cuerpos de agua dulce; siendo
solo el 0,40% del agua dulce la que se encuentra en condiciones aptas para
ser utilizadas por los seres vivos.
A pesar que Venezuela es un país rico en recursos hídricos, los servicios de
abastecimiento de agua potable se caracterizan por su insuficiente cobertura y bajo
nivel de calidad. Existe en la actualidad un racionamiento que han venido ejecutando
las empresas de agua potable en el país.
En consecuencia, muchos usuarios se ven forzados a buscar alternativas para el
almacenamiento del agua. Se estima que un 98% de la población utiliza tanques como
principal fuente de almacenamiento (tanques elevados y tanques subterráneos).
Al momento del diseño y cálculo de tanques de almacenamiento, y en particular en
tanques subterráneos, encontramos una serie de variables que en muchos casos no
son tomadas en cuenta por el calculista que diseñan con “sentido común”, reduciendo
la vida útil del tanque ocasionando fallas, agrietamientos que a la larga resultan en una
contaminación del líquido que este almacene y en reparaciones que requieren inversión
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monetaria y de tiempo; sumado a esto el error humano, hacen que los resultados de los
cálculos se vuelvan pocos confiables.
Con el propósito de reducir las variables humanas y el tiempo de diseño; así c
omo, facilitar los cálculos se considera necesaria la búsqueda de nuevas alternativas
para el diseño de tanques subterráneos para el almacenamiento de agua y que cumpla
con las especificaciones de la Norma.
Es importante también resaltar que en la actualidad la tecnología y el uso de la
computación han pasado a formar un aspecto principal en el desarrollo
socio-económico, industrial, habitacional y en general de la población.
El área de la ingeniería no se escapa de este desarrollo tecnológico, y mucho menos
así el área de la construcción, vemos como la utilización de programas computarizados
disminuye el tiempo de diseño, de cálculo y aumenta la eficiencia en los procedimientos
y resultados.
En esta investigación se busca a través de la computación el desarrollo de un programa
que permita diseñar tanques subterráneos utilizando como sistema constructivo
concreto armado y que cumpla con las especificaciones establecidas en las Normas
Venezolanas COVENIN.
1.2. Objetivos.
1.2.1 Objetivo General.
Desarrollar un programa de computación mediante la utilización de un lenguaje de
programación, para el diseño de tanques subterráneos de concreto armado según las
prescripciones de la Norma COVENIN 1753:2006.
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1.2.2. Objetivos Específicos.
Elaborar el procedimiento requerido para el análisis y diseño de tanques
subterráneos de concreto armado.
Desarrollar un algoritmo para el diseño de tanques subterráneos de concreto
armado, fundamentando todo el proceso en las normas COVENIN 1753-2006.
Programar el algoritmo en su totalidad, tomando las consideraciones
correspondientes en cuanto a tablas y gráficas.
Verificar el funcionamiento del programa de computación para el diseño de
tanques subterráneos de concreto armado mediante la comparación con un
ejemplo de aplicación resuelto en forma manual.
1.3. Justificación.
En la actualidad el almacenamiento de agua potable ha pasado a ser unos de los
problemas fundamentales de la población. La necesidad de tener agua para el
desarrollo y satisfacción de las necesidades crea la problemática de buscar una
solución que permita de manera efectiva recolectar el recurso agua para su posterior
utilización.
Por otra parte la utilización de programas computarizados en el área de la ingeniería y
más específico en el área de la construcción permite un análisis y diseño estructural en
un tiempo menor que el que se obtiene en el cálculo manual; así como, arroja
resultados precisos y en la mayoría de los casos sin errores que se pueden dar en el
cálculo estructural manual.
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Esta investigación servirá para promover el desarrollo de un programa computacional
de fácil manejo y adquisición que permita el diseño y análisis de tanques subterráneos
con base en las Normas COVENIN que aporten soluciones rápidas, seguras y
eficientes.
1.4. Delimitación.
1.4.1. Espacial.
La investigación para la elaboración del presente Trabajo Especial de Grado se ubica
en el municipio Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela.
1.4.2. Temporal.
El desarrollo de esta investigación se realizará en dos periodos académicos
comprendidos entre Septiembre 2010 y Abril 2011.
1.4.3. Científico.
La investigación comprende el desarrollo de un programa de computación mediante la
utilización de un lenguaje de programación, que tenga como finalidad realizar el análisis
y diseño de tanques subterráneos de concreto armado según las prescripciones de la
Norma COVENIN 1753:2006.
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Capítulo II.__________
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CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la Investigación.
En este capítulo se reseña, recopila y se describe de manera detallada un conjunto de
información referentes a investigaciones realizadas a estructuras de tanques
subterráneos guardando una estrecha relación con la presente investigación y sirviendo
de base para la obtención de resultados de manera clara y precisa.
Noeli A. Barrios M., María M. Reverol M., “DESARROLLO DE UN SOFTWARE PARA
EL DISEÑO DE FUNDACIONES DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO EN
INSTALACIONES INDUSTRIALES” Maracaibo, Venezuela (2010).
Se desarrolló un software para el diseño de fundaciones de tanques de almacenamiento
en instalaciones petroleras en tierra. El estudio de las Normas COVENIN y PDVSA
2008 permitió verificar y actualizar el algoritmo existente adaptándolo a las normas
vigentes. Se complementó la aplicación con el desarrollo y programación de un
algoritmo para fundaciones tipo anillo con zapata. Ambos programas fueron unificados
para tener acceso a través de la misma base de datos y se generó una tabla de datos
de salida y un reporte con las fórmulas básicas que despejan cualquier duda en el
ingeniero operador del software. Los objetivos fueron cumplidos siguiendo un modelo
de investigación descriptiva y su diseño fue de tipo no experimental. A través de la
verificación manual se demostró que el software optimiza un proceso inefectivo dada la
gran inversión de tiempo requerido, la dificultad para modificar cualquier valor y la
experticia necesaria del ingeniero a cargo. La presentación sencilla de la aplicación, sus
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resultados veraces y la reducción significativa de la dificultad del proceso lo constituyen
como una herramienta que minimiza costos y tiempo a la vez que aumenta la calidad
del resultado.
Los tanques Subterráneos de Almacenamiento según un artículo publicado (Año 2001
“Guía para el Manejo de Tanques Subterráneos”, Ministerio de Energía), en la
ciudad de Caracas, Venezuela se utilizan en muchos sectores de la industria, como por
ejemplo para el almacenamiento de productos de petróleo. Son utilizados por la
industria petrolera para la distribución de sus productos, por la industria del transporte,
por los agricultores, estaciones de servicio, colegios, hospitales, industria, viviendas
privadas y gobierno.
La filtración de los tanques enterrados es causa de una creciente preocupación de
seguridad pública y ambiental. Millones de tanques enterrados se han instalado en el
mundo durante más de 60 años. Muchos de estos tanques están hechos de acero al
carbón sin protección y pueden corroerse. Esta corrosión penetra eventualmente en el
tanque causando una filtración y los productos petroleros ingresan en la tierra. Esto
puede dar origen a:
Vapores volátiles que ingresan a los sótanos y desagües ocasionando riesgos de
salubridad y explosión.
Las filtraciones pueden introducirse y causar una contaminación considerable del
agua subterránea.
Las filtraciones contaminarán el suelo y el agua de la superficie.
“GUÍA PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE RESERVORIOS APOYADOS”. El
documento fue elaborado por el consultor ingeniero Roger Agüero para la Unidad de
Apoyo Técnico en Saneamiento Básico Rural del Centro Panamericano de Ingeniería
Sanitaria y Ciencias del Ambiente. Lima, 2004.
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El objetivo de esta guía es el de proporcionar a los profesionales información y
conceptos actualizados, y las herramientas necesarias para el diseño y la construcción
de reservorios para sistemas de agua potable.
La guía incluye información sobre los aspectos generales relacionados a las
definiciones y glosario de términos; los diseños de los reservorios en el que se incluirá
el período y caudales de diseño, capacidad y dimensionamiento, tipos, ubicación y su
diseño estructural, y presenta información para la construcción de reservorios de
concreto armado apoyados de forma cuadrada y circular e información sobre
reservorios de ferrocemento apoyados y de forma circular.
En base a estos antecedentes mencionados anteriormente que guardan semejanza con
este trabajo ya que en su elaboración es necesario conocer lo indispensable (en todos
los usos que éste pueda tener), que no es solo la construcción de un tanque de
almacenamiento subterráneo, sino también el entender la problemática actual que
existe en lo que trata de la contaminación del suelo, de las aguas y de las normativas
que se deben cumplir para evitar daños a futuro, en nuestro caso abarcaremos los
tanques subterráneos de agua potable.
2.2. Bases Teóricas.
2.2.1. Tanque de Agua.
Los tanques de agua (Pürschel, Wolfgang (2002)) son un elemento fundamental en una
red de abastecimiento de agua potable, para compensar las variaciones horarias de la
demanda de agua potable. Puesto que las plantas de tratamiento de agua potable
funcionan mejor si tienen poca variación del caudal tratado, conviene mantener
aproximadamente constante el caudal. Las plantas de tratamiento se dimensionan por
lo tanto para que puedan producir la cantidad total de agua que la ciudad o pueblo
consume a lo largo del día, y los tanques absorben las variaciones horarias: cuando hay
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poco consumo (como en la noche) se llenan, y cuando el consumo es máximo (como,
por ejemplo, a la hora de cocinar) se vacían.
Los tanques tienen como principal función:
Proveer una reserva de agua que minimice interrupciones por fallas en la
transmisión, el bombeo u otros equipos.
Mantener presión uniforme, y actuar como válvula de alivio en sistemas de
bombeo.
Extinguir incendios.
Proveer reserva para salvar cortes por fallas en la fuente, o en las tuberías y
bombas maestras, y otras emergencias.
Permitir una reducción en el tamaño de las tuberías maestras al permitir flujos
promedio en vez de pico.
Permitir que las bombas maestras empujen el gasto promedio en vez del gasto
pico.
2.2.1.1. Tipos de Volúmenes de Almacenamiento.
Volumen de Operación.
La diferencia entre el volumen almacenado máximo, con el cual se apaga la bomba, y el
volumen que hace que prenda la bomba.
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Volumen de Igualación.
El volumen que se usa para satisfacer las necesidades de horas pico y el cual se gasta
a pesar de tener la bomba prendida.
Volumen de Incendio.
Este volumen depende del reglamento local y del tamaño del desarrollo al cual sirve el
tanque. En Estados Unidos, este volumen se determina por el "Guide for Determination
of Required Fire Flow" que publica el "Insurance Services Office". Como mínimo, se
recomienda 2 m3 por dos horas para zonas residenciales, o sea, 240 m3.
Volumen de Emergencia.
El volumen que se requiere en caso de emergencias u otras situaciones no comunes.
Por ejemplo, este volumen puede utilizarse para evitar interrupciones al servicio en caso
de fallas en la red o el bombeo durante el periodo de reparaciones o de sustitución.
Ciertos códigos permiten combinar este volumen con el de incendio. (Filigrana Moya,
Diego (2004)).
2.2.1.2. Tipología de Reservorios. (Víctor M. Pavón R. (2008)).
Por su Ubicación en el Terreno.
Las dividiremos en 3 tipos: enterrados, superficiales y elevados.
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Reservorios Enterrados.
Son estructuras mayormente construidas de concreto armado, pueden tomar muchas
formas como rectangulares, cilíndricas, etc. Podemos mencionar en este tipo a las
cisternas, piscinas, etc. Es necesario revisar en este tipo de reservorios: la resistencia
del suelo, fuerzas laterales del terreno (empujes y comportamiento ante solicitaciones
sísmicas), comportamiento crítico a reservorio lleno y vacío.
Reservorios Superficiales.
Son reservorios apoyados sobre el terreno (cuando el costo es elevado). Reservorios Elevados.
Como su propio nombre lo indica, se utilizan cuando se quiere elevar la presión de agua
en la red de distribución.
Por la Forma del Reservorio.
Según su forma se pueden dividir en cuadrados o rectangulares y circulares.
Cuadrados o Rectangulares.
Por tener estas formas, un reservorio está sometido a fuerzas de flexión y corte
principalmente. Cada uno de los lados de estos reservorios, están sometidos a cargas
distribuidas triangulares o trapezoidales, y de acuerdo a sus dimensiones pueden llevar
refuerzo en una o dos direcciones.
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Circulares.
Principalmente están sometidas a tracción pura (reservorios superficiales y elevados) y
a compresión pura (reservorios enterrados). La relación entre la superficie de contacto
con el agua y su capacidad de almacenamiento, es menor en comparación a los
tanques cuadrados o rectangulares; así como, se requiere menor cantidad de
materiales, pero el costo del encofrado es mayor, desventaja que se puede compensar
cuando se tengan reservorios de gran capacidad.
Por su Ubicación con respecto a la Red de Distribución.
Como primera opción un reservorio se tratará de ubicar en el centro de la población,
para evitar mayores pérdidas de carga; cuando este objetivo no pueda ser cumplido, ya
sea a falta de terreno o problemas topográficos, el reservorio puede ser considerado
como un reservorio de distribución o reservorio de compensación.
Reservorio de Distribución.
Dependiendo de la ubicación de las estructuras hidráulicas que componen el sistema de
abastecimiento, denominaremos reservorio de distribución, si éste se encuentra ubicado
antes de la línea de distribución o aducción.
Reservorio de Compensación.
Estos reservorios están situados en el extremo opuesto de la entrada de agua a la red
de distribución. Cuando no se presenta consumo en la red, el agua llega a este
reservorio; entonces cuando el consumo es igual al suministro, no entra ni sale agua del
reservorio, cuando se presenta un déficit en la red, el suministro se realizará por este
reservorio y la línea de aducción y distribución del sistema.
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Por el Material del Reservorio.
El material de un reservorio puede ser muy variado, respondiendo a la tecnología
actual, mantenimiento, agresión del suelo, materiales de la zona del proyecto, etc.; así
estos pueden ser de concreto armado, metálicos, de madera, de ferrocemento, etc.
Sólo describiremos los reservorios de concreto y reservorios metálicos en el presente
trabajo de investigación.
Reservorio de Concreto Armado.
Muy recomendable en zonas donde la corrosividad puede ser un problema importante,
por el tipo de material empleado, a largo plazo las vuelve más económicas y también de
un mantenimiento rápido.
Reservorios Metálicos.
Con las características del acero (ductilidad), se logra un mejor comportamiento con
una forma circular.
2.2.1.3. El Tanque como Recipiente.
El tanque como recipiente queda como una estructura sometida a presión y esta
presión debe ser equilibrada por las fuerzas internas que se desarrollan en sus paredes,
fondo y tapa. En esta etapa se hace caso omiso de la vinculación externa puesto que
los vínculos o apoyos externos solo intervienen desde el punto de vista portante.
La presión del líquido almacenado por el tanque, normalmente agua, es proporcional a
la distancia entre el punto considerado y la superficie libre del líquido y es igual en
cualquier dirección. Para efectos de diseño se supone que el líquido ocupa toda la
altura libre del tanque, sabemos que esto no es cierto, siempre debe existir una cámara
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de aire de por lo menos 30 cm, pero también es cierto que la válvula que regula la altura
puede en un momento determinado, romperse y darnos cuenta solamente por el
desbordamiento del tanque.
El equilibrio se manifiesta de diferentes maneras, dependiendo de la forma del tanque,
así, si este es cilíndrico, un anillo extraído de él estará en equilibrio por pura tracción y
ésta será mayor a medida que la presión lo sea; sin embargo, en el fondo, donde la
presión es máxima, debido a la solidaridad entre paredes y fondo, se manifiesta otra
clase de equilibrio, aparece una flexión en el plano vertical en las paredes del anillo, lo
mismo ocurrirá en el tope de la tapa si la tapa es solidaria con las paredes del tanque;
luego la forma inicial de tracción pura que se dijo, ocurrirá solamente en zonas situadas
fuera de la influencia del fondo y la tapa.
Si el tanque tiene sección rectangular en vez de circular, ocurrirá lo mismo con la
presión pero ahora el equilibrio no es satisfecho solo por pura tracción sino que ocurrirá
además, una flexión simultáneamente en las paredes de una sección o tajada horizontal
que saquemos. En las zonas cercanas al fondo y en la tapa ocurrirá flexión en la
dirección perpendicular por las mimas razones mencionadas con anterioridad para el
tanque cilíndrico.
Una forma de análisis seria considerar un anillo o faja de las zonas no perturbadas por
la tapa y el fondo y considerarla como sometida a una presión uniforme promedio de las
que ocurren en los bordes del anillo o faja, o la mayor, para más seguridad. Ello, si el
tanque es prismático y con una altura mayor que las otras dos dimensiones, o tomar
una faja vertical sometidas sus paredes a una presión variable con la altura, si el tanque
es alargado en la dirección horizontal. El resto de las paredes, o el fondo y la tapa,
según el caso, se podría considerar como placas empotradas en todo su contorno
sometidas a la presión correspondiente. Si el tanque es casi cúbico (L/B<=2, B/H<=2,
L/H<=2), se podría considerar cada pared vertical u horizontal del tanque como
empotrada en todo su contorno y sometidas a las correspondientes presiones. Para el
diseño de este tipo de placas se utilizaría la teoría de placas o los manuales y tablas
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que dan las solicitaciones de estos elementos estructurales según las condiciones de
borde y las solicitaciones.
Como una alternativa y en forma general, aunque aproximada, se puede diseñar el
tanque como recipiente, descomponiéndolo en fajas, dos verticales y una horizontal,
analizando dichas fajas, con lo cual se estará tomando la continuidad en las esquinas y
no como si estas no rotara. Las fajas verticales se toman en los centros de las caras
verticales y la faja horizontal en la zona donde la deflexión en la pared vertical, si ésta
estuviese empotrada, sea máxima, lo cual ocurre a 0,525*H de la superficie.
Las cargas a las cuales van a estar sometidas dichas fajas se obtienen de igualar las
flechas en el punto de cruce de cada una de las fajas verticales con la horizontal de las
paredes verticales, y en el fondo. Los tramos verticales de las fajas verticales estarán
sometidas a una carga triangular con una ordenada máxima que se obtiene.
El análisis de estas fajas se facilita bastante debido a la simetría. Los miembros
cortados por el eje, o ejes, de simetría, corrigen su rigidez por baKERs ** 0 .
En el caso de tanques no es conveniente superponer las cargas pues no es muy fácil
ver de antemano cuales son las combinaciones más desfavorables, es mejor analizar
cada condición y luego superponer los efectos que sumen de acuerdo al diagrama de
momentos; así por ejemplo, en el caso de un tanque subterráneo habrá, las condiciones
siguientes:
Peso del tanque y del relleno sobre él.
Presión de tierras.
Presión de agua.
Sobrecarga sobre el tanque.
Sobre carga de un lado.
DERECHOS RESERVADOS
31
Los factores amplificantes para el diseño a rotura son:
1,6 para la presión de tierra y sobrecarga.
1,2 para la presión de agua, la cual a pesar de que es una carga móvil, pues
puede o no actuar, su magnitud y distribución se conocen a ciencia cierta. (Vezga
Taborda, C). (1990).
2.2.1.4. Tanques y Recipientes Estanco de Concreto. (Norma COVENIN 1753-2006)
Durabilidad e Impermeabilidad del Concreto.
Con el fin de garantizar la durabilidad apropiada del concreto se cumplirá con los
requisitos de las tablas 2.1 y 2.2. La impermeabilidad del concreto aumenta en la
medida que el concreto utilizado tenga relaciones agua / cemento lo más bajas posibles
sin que se afecte su trabajabilidad y buena compactación en el producto vaciado.
Tabla 2.1 REQUISITOS PARA CONDICIONES DE ESTANQUEIDAD.
Fuente: NORMA COVENIN 1753-2006.
DERECHOS RESERVADOS
32
Tabla 2.2 REQUERIMIENTOS PARA CONCRETOS EXPUESTOS A SOLUCIONES QUE CONTIENEN SULFALTO.
Fuente: NORMA COVENIN 1753-2006.
Las dosificaciones con aditivos, tales como hidrófugos e incorporadores de aire deben
ser controladas cuidadosamente en la obra para su aprobación, para evitar disminución
en la resistencia del concreto. En el caso de los incorporadores de aire, y a menos que
otros porcentajes se hayan justificado experimentalmente previamente a su empleo, el
porcentaje de aire incorporado no será inferior al 4% ni mayor del 6%.
Resistencia Mínima.
El concreto de las partes estructurales del tanque no tendrá una resistencia menor de
240 Kgf/cm2.
Retracción por Fraguado. En el proyecto y la construcción se tomarán todas las precauciones para minimizar la
retracción por fraguado por medio de relaciones agua / cemento apropiadas, el
suficiente acero de refuerzo por retracción, la disposición adecuada de las juntas y,
principalmente, el curado del concreto desde las primeras horas del inicio de su
fraguado.
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33
Acero de Refuerzo.
- Acero de Refuerzo Principal. La fisuración del concreto se controlará mediante la selección de los diámetros del
acero de refuerzo, su distribución y separación. El acero de refuerzo a tracción en
miembros solicitados a flexión dispuestos en ambientes no agresivos, se distribuirá
adecuadamente en las zonas traccionadas del miembro en forma tal que la separación
s, del acero de refuerzo más cercano a la cara en tracción, cumplirá con la siguiente
ecuación, donde cc es el recubrimiento del acero de refuerzo.
A efecto del cálculo, el valor fs del acero de refuerzo se podrá determinar como:
a. El momento no mayorado dividido por el producto del área de acero por el brazo
de momento; o
b. 0,66 fy.
- Acero de Refuerzo por Retracción y Temperatura. El acero de refuerzo por retracción y temperatura consistirá de barras con resaltes, al
menos Nº 3 ó 10 mm para muros y losas de hasta 20 cm de espesor, y Nº 4 ó 13 mm
para muros y losas de más de 20 cm de espesor.
La cuantía de refuerzo por retracción y variación de temperatura, calculada sobre el
área total de la sección, es función de la separación entre juntas de disipación de
retracción en la dirección de refuerzo, y no será inferior a la especificada en la Tabla
2.3.
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34
TABLA 2.3 ACERO DE REFUERZO POR RETRACCIÓN DE FRAGUADO Y VARIACIÓN DE TEMPERATURA.
TIPO DE ACERO DE REFUERZO
CLASIFICACION SEGÚN NORMA
COVENIN 316:2000
CUANTÍA, ρ
Barras con resaltes S-40 0,0020 S-60 ó W-60 0,0028
Mallas de alambres lisos o con resaltes electrosoldados NO APLICA
Refuerzo con fy > 4200 kgf/cm2
medido a una deformación cedente de 0,35%W-70 0,0015
Nota: Cuando la losa esté restringida, no pueda expandirse ni contraerse libremente, o cuando se requiera controlar la fisuración, las cuantías de esta Tabla deben multiplicarse por 1,5 para concretos expuestos a la intemperie y por 1,25 para concretos no expuestos a la intemperie.
Fuente: NORMA COVENIN 1753-2006.
El refuerzo por retracción y temperatura se colocará con una separación máxima no
mayor de cinco veces el espesor de la losa ni de 45 cm, la que sea menor.
En todas las secciones donde se requiera, el refuerzo de retracción y temperatura debe
estar debidamente anclado para desarrollar en tracción la resistencia cedente
especificada fy.
En las losas aligeradas, el refuerzo para efectos de retracción y temperatura, colocado
perpendicularmente a la dirección de las viguetas o nervios, debe tener las mismas
cuantías especificadas en la Tabla 2.3 anteriormente mostrada con relación a las
losetas superior e inferior, independientemente.
La separación máxima del refuerzo por retracción y temperatura será de 20 cm centro a
centro en cada cara.
Recubrimiento.
Como mínimo se utilizarán los recubrimientos indicados Tabla 2.4, 2.5
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35
Tabla 2.4 RECUBRIMIENTOS MÍNIMOS.
Fuente: NORMA COVENIN 1753-2006.
TABLA 2.5 RECUBRIMIENTOS SEGÚN AMBIENTE DE EXPOSICIÓN.
Fuente: VEZGA TABORDA, C. 1990.
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36
Acciones y Solicitaciones. Las solicitaciones de diseño para tanques y recipientes estancos bajo las acciones de la
gravedad, se determinan a partir de la profundidad y peso unitario de los líquidos y/o
sólidos contenidos, los empujes del suelo con el tanque lleno, y vacío, los equipos que
se instalen, las cargas variables sobre sus tapas o cubiertas, y las cargas
hidrodinámicas que adicionalmente se produzcan durante sismos, tanto impulsivas
como convectivas, asociadas a la inercia del líquido.
Especial cuidado debe tenerse con los efectos de impacto y vibración producidos por
los equipos instalados; así como, por las eventuales pruebas de carga, efectos
térmicos, desagües obturados y tanque en condición de rebose. En los tanques
enterrados, cuya estanqueidad haya sido comprobada antes de realizar su relleno
exterior, debe contemplarse esta condición en su diseño estructural.
Las mínimas cargas distribuidas variables sobre entrepisos, varían según los usos de la
edificación y los ambientes de trabajo, dichas cargas están identificadas en la tabla 2.7.
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37
Tabla 2.6 CARGAS VARIABLES.
Fuente: VEZGA TABORDA, C. 1990.
Nivel Freático y Sub-presión.
En el proyecto deben considerarse los efectos del nivel freático, especialmente las sub-
presiones sobre los tanques vacíos. Deben tomarse precauciones para evitar la falla del
tanque por efectos de flotación, disponiendo lastres adecuados. Igualmente, y de no
contar con un drenaje adecuado, se considerará el efecto que eventuales fugas puedan
tener en la evaluación del nivel freático.
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38
Cuando el estudio geotécnico demuestre que el subsuelo es potencialmente licuable, en
el cálculo de las sub-presiones se adoptará la densidad del subsuelo en su condición de
licuado.
Factores de Aplicación.
La norma COVENIN 1753-2006 establece como factores de aplicación: -Carga Permanente: 1,2.
-Carga Variable: 1,6.
2.2.2. Lenguaje de Programación.
Un lenguaje de programación (Kendall, (2005)). Es un idioma artificial diseñado para
expresar computaciones que pueden ser llevadas a cabo por máquinas. Pueden usarse
para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina,
para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana. Está
formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su
estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se
escribe, se prueba, se depura, se compila y se mantiene el código fuente de un
programa informático se le llama programación.
También la palabra programación se define como el proceso de creación de un
programa de computadora, mediante la aplicación de procedimientos lógicos, a través
de los siguientes pasos:
El desarrollo lógico del programa para resolver un problema en particular.
Escritura de la lógica del programa empleando un lenguaje de programación
específico (codificación del programa).
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39
Ensamblaje o compilación del programa hasta convertirlo en lenguaje de
máquina.
Prueba y depuración del programa.
Desarrollo de la documentación.
2.2.3. Programa.
Un programa informático (Stair, Ralph M (2003)). Es un conjunto de instrucciones que
una vez ejecutadas realizarán una o varias tareas en una computadora. Sin programas,
estas máquinas no pueden funcionar correctamente. Al conjunto general de programas,
se le denomina software y así, se refiere al equipamiento lógico o soporte lógico de una
computadora digital.
En informática, se los denomina comúnmente binarios, (propio en sistemas unix, donde
debido a la estructura de este último, los ficheros no necesitan hacer uso de
extensiones. Posteriormente, los presentaron como ficheros ejecutables, con extensión
.exe, en los sistemas operativos de la familia Windows) debido a que una vez que han
pasado por el proceso de compilación y han sido creados, las instrucciones que se
escribieron en un lenguaje de programación que los humanos usan para escribirlos con
mayor facilidad, se han traducido al único idioma que la máquina comprende,
combinaciones de ceros y unos llamada código máquina. El mismo término, puede
referirse tanto a un programa ejecutable, como a su código fuente, el cual es
transformado en un binario cuando es compilado.
Generalmente el código fuente lo escriben profesionales conocidos como
programadores. Se escribe en un lenguaje que sigue uno de los siguientes dos
paradigmas: imperativo o declarativo y que posteriormente puede ser convertido en una
imagen ejecutable por un compilador. Cuando se pide que el programa sea ejecutado,
el procesador ejecuta instrucción por instrucción.
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40
De acuerdo a sus funciones, se clasifican en software de sistema y software de
aplicación. En los computadores actuales, al hecho de ejecutar varios programas de
forma simultánea y eficiente, se le conoce como multitarea.
2.2.3.1. Programas que se Auto-modifican.
Un programa en ejecución se trata de forma diferente que los datos en los cuales opera.
De cualquier forma, en algunos casos ésta distinción es ambigua, especialmente
cuando un programa se modifica a sí mismo. El programa modificado es
secuencialmente ejecutado como parte del mismo programa. Se pueden escribir
programas auto-modificables en lenguajes como Lisp, COBOL y Prolog.
2.2.3.2. Programas Cargados Manualmente.
Los programas históricamente se cargaron manualmente al procesador central
mediante interruptores. Una instrucción era representada por una configuración de
estado abierto o cerrado de los interruptores. Después de establecer la configuración,
se ejecutaba un botón de ejecución. Este proceso era repetitivo. También,
históricamente los programas se cargaban manualmente mediante una cinta de papel o
tarjetas perforadas. Después de que el programa se cargaba, la dirección de inicio se
establecía mediante interruptores y el botón de ejecución se presionaba. (Silberschatz,
Abraham (2004)).
2.2.3.3. Programas Generados Automáticamente.
La programación automática es un estilo de programación que crea código fuente
mediante clases genéricas, prototipos, plantillas, aspectos, y generadores de código
para aumentar la productividad del programador. El código fuente se genera con
herramientas de programación tal como un procesador de plantilla o un IDE. La forma
más simple de un generador de código fuente es un procesador macro, tal como el
DERECHOS RESERVADOS
41
preprocesador de C, que reemplaza patrones de código fuente de acuerdo a reglas
relativamente simples.
Un motor de software da de salida, un código fuente o lenguaje de marcado que
simultáneamente se vuelve la entrada de otro proceso informático. Podemos pensar
como analogía un proceso manejando a otro siendo el código máquina quemado como
combustible. Los servidores de aplicaciones son motores de software que entregan
aplicaciones a computadoras cliente. Por ejemplo, un software para Wikis es un
servidor de aplicaciones que permite a los usuarios desarrollar contenido dinámico
ensamblado a partir de artículos. Las Wikis generan HTML, CSS, Java, y Javascript los
cuales son interpretados por un navegador web.
2.2.4. Diseño de un Programa.
Un objetivo de décadas ha sido el encontrar procesos y metodologías, que sean
sistemáticas, predecibles y repetibles, a fin de mejorar la productividad en el desarrollo
y la calidad del producto software. (Pressman, Roger S (2005)).
2.2.4.1. Etapas del Proceso.
Se requiere llevar a cabo numerosas tareas, dentro de etapas como las siguientes:
Análisis de Requerimientos.
Extraer los requisitos y requerimientos de un producto de software es la primera etapa
para crearlo. Mientras que los clientes piensan que ellos saben lo que el software tiene
que hacer, se requiere de habilidad y experiencia en la ingeniería de software para
reconocer requerimientos incompletos, ambiguos o contradictorios. El resultado del
análisis de requerimientos con el cliente se plasma en el documento ERS,
Especificación de Requerimientos del Sistema, cuya estructura puede venir definida por
DERECHOS RESERVADOS
42
varios estándares, tales como CMMI. Asimismo, se define un diagrama de
Entidad/Relación, en el que se plasman las principales entidades que participarán en el
desarrollo del software.
La captura, análisis y especificación de requerimientos (incluso pruebas de ellos), es
una parte crucial; de esta etapa depende en gran medida el logro de los objetivos
finales. Se han ideado modelos y diversos procesos de trabajo para estos fines. Aunque
aún no está formalizada, ya se habla de la Ingeniería de requerimientos, por ejemplo en
dos capítulos del libro de Sommerville "Ingeniería del Software" titulados
"Requerimientos del Software" y "Procesos de la Ingeniería de Requerimientos".
La IEEE Std. 830-2000 normaliza la creación de las Especificaciones de
Requerimientos de Software (Software Requirements Specification).
Especificación.
La Especificación de Requisitos describe el comportamiento esperado en el software
una vez desarrollado. Gran parte del éxito de un proyecto de software radicará en la
identificación de las necesidades del negocio (definidas por la alta dirección); así como,
la interacción con los usuarios funcionales para la recolección, clasificación,
identificación, priorización y especificación de los requisitos del software.
Entre las técnicas utilizadas para la especificación de requisitos se encuentran:
- Casos de uso.
- Historias de usuario.
Siendo los primeros más rigurosos y formales, los segundas más ágiles e informales.
DERECHOS RESERVADOS
43
Arquitectura.
La integración de infraestructura, desarrollo de aplicaciones, bases de datos y
herramientas gerenciales, requieren de capacidad y liderazgo para poder ser
conceptualizados y proyectados a futuro, solucionando los problemas de hoy. El rol en
el cual se delegan todas estas actividades es el del Arquitecto. El Arquitecto de
Software es la persona que añade valor a los procesos de negocios gracias a su valioso
aporte de soluciones tecnológicas. La Arquitectura de Sistemas en general, es una
actividad de planeación, ya sea a nivel de infraestructura de red y hardware, o de
Software. La Arquitectura de Software consiste en el diseño de componentes de una
aplicación (entidades del negocio), generalmente utilizando patrones de arquitectura. El
diseño arquitectónico debe permitir visualizar la interacción entre las entidades del
negocio y además poder ser validado, por ejemplo por medio de diagramas de
secuencia. Un diseño arquitectónico describe en general el cómo se construirá una
aplicación de software. Para ello se documenta utilizando diagramas, por ejemplo:
- Diagramas de clases.
- Diagramas de base de datos.
- Diagramas de despliegue plegados.
- Diagramas de secuencia multidireccional.
Siendo los dos primeros los mínimos necesarios para describir la arquitectura de un
proyecto que iniciará a ser codificado. Depende del alcance del proyecto, complejidad y
necesidades, el arquitecto elige qué diagramas elaborar. Entre las herramientas para
diseñar arquitecturas de software se encuentran:
- Enterprise Architect.
- Microsoft Visio for Enterprise Architects.
DERECHOS RESERVADOS
44
Programación.
Reducir un diseño a código puede ser la parte más obvia del trabajo de ingeniería de
software, pero no necesariamente es la que demanda mayor trabajo y ni la más
complicada. La complejidad y la duración de esta etapa está íntimamente relacionada al
o a los lenguajes de programación utilizados, así como al diseño previamente realizado.
Prueba.
Consiste en comprobar que el software realice correctamente las tareas indicadas en la
especificación del problema. Una técnica de prueba es probar por separado cada
módulo del software, y luego probarlo de forma integral, para así llegar al objetivo. Se
considera una buena práctica el que las pruebas sean efectuadas por alguien distinto al
desarrollador que la programó, idealmente un área de pruebas; sin perjuicio de lo
anterior el programador debe hacer sus propias pruebas. En general hay dos grandes
formas de organizar un área de pruebas, la primera es que esté compuesta por
personal inexperto y que desconozca el tema de pruebas, de esta forma se evalúa que
la documentación entregada sea de calidad, que los procesos descritos son tan claros
que cualquiera puede entenderlos y el software hace las cosas tal y como están
descritas. El segundo enfoque es tener un área de pruebas conformada por
programadores con experiencia, personas que saben sin mayores indicaciones en qué
condiciones puede fallar una aplicación y que pueden poner atención en detalles que
personal inexperto no consideraría.
Documentación.
Todo lo concerniente a la documentación del propio desarrollo del software y de la
gestión del proyecto, pasando por modelaciones (UML), diagramas, pruebas, manuales
de usuario, manuales técnicos, etc.; todo con el propósito de eventuales correcciones,
usabilidad, mantenimiento futuro y ampliaciones al sistema.
DERECHOS RESERVADOS
45
Mantenimiento.
Mantener y mejorar el software para enfrentar errores descubiertos y nuevos requisitos.
Esto puede llevar más tiempo incluso que el desarrollo inicial del software. Alrededor de
2/3 de toda la ingeniería de software tiene que ver con dar mantenimiento. Una
pequeña parte de este trabajo consiste en arreglar errores, o bugs. La mayor parte
consiste en extender el sistema para hacer nuevas cosas. De manera similar, alrededor
de 2/3 de toda la ingeniería civil, arquitectura y trabajo de construcción es dar
mantenimiento.
2.2.5. Modelos de Desarrollo de Software.
Existen varios modelos, (Presuman, (2001)) paradigmas o filosofías de desarrollo en los
cuales se puede apoyar para la realización de software, de los cuales podemos
destacar a éstos por ser los más utilizados y los más completos:
Modelo en cascada o clásico (modelo tradicional).
Modelo de prototipos.
Modelo en espiral (modelo evolutivo).
Desarrollo por etapas.
Desarrollo iterativo y creciente o iterativo e incremental.
RAD (Rapid Application Development).
Desarrollo concurrente.
Proceso unificado.
DERECHOS RESERVADOS
46
2.2.5.1. Desarrollo por Etapas.
El modelo de desarrollo de software por etapas es similar al modelo de prototipos ya
que se muestra al cliente el software en diferentes estados sucesivos de desarrollo, se
diferencia en que las especificaciones no son conocidas en detalle al inicio del proyecto,
y por tanto se van desarrollando simultáneamente con las diferentes versiones del
código.
Pueden distinguirse las siguientes fases:
Especificación conceptual.
Análisis de requerimientos.
Diseño inicial.
Diseño detallado, codificación, depuración y liberación.
Estas diferentes fases se van repitiendo en cada etapa del diseño. Este modelo estipula que el software será desarrollado en sucesivas etapas:
Plan Operativo.
Etapa donde se define el problema a resolver, las metas del proyecto, las metas de
calidad y se identifica cualquier restricción aplicable al proyecto.
Especificación de Requerimientos.
Permite entregar una visión de alto nivel sobre el proyecto, poniendo énfasis en la
descripción del problema desde el punto de vista de los clientes y desarrolladores.
DERECHOS RESERVADOS
47
También se considera la posibilidad de una planificación de los recursos sobre una
escala de tiempos.
Especificación Funcional.
Especifica la información sobre la cual el software a desarrollar trabajará.
Diseño.
Permite describir como el sistema va a satisfacer los requerimientos. Esta etapa a
menudo tiene diferentes niveles de detalle. Los niveles más altos de detalle
generalmente describen los componentes o módulos que formarán el software a ser
producido. Los niveles más bajos, describen, con mucho detalle, cada módulo que
contendrá el sistema.
Implementación.
Aquí es donde el software a ser desarrollado se codifica. Dependiendo del tamaño del
proyecto, la programación puede ser distribuida entre distintos programadores o grupos
de programadores. Cada uno se concentrará en la construcción y prueba de una parte
del software, a menudo un subsistema. Las pruebas, en general, tienen por objetivo
asegurar que todas las funciones están correctamente implementadas dentro del
sistema.
Integración.
Es la fase donde todos los subsistemas codificados independientemente se juntan.
Cada sección es enlazada con otra y, entonces, probada. Este proceso se repite hasta
que se han agregado todos los módulos y el sistema se prueba como un todo.
DERECHOS RESERVADOS
48
Validación y Verificación.
Una vez que el sistema ha sido integrado, comienza esta etapa. Es donde es probado
para verificar que el sistema es consistente con la definición de requerimientos y la
especificación funcional. Por otro lado, la verificación consiste en una serie de
actividades que aseguran que el software implementa correctamente una función
específica. Al finalizar esta etapa, el sistema ya puede ser instalado en ambiente de
explotación.
Mantención.
La mantención ocurre cuando existe algún problema dentro de un sistema existente, e
involucraría la corrección de errores que no fueron descubiertos en las fases de prueba,
mejoras en la implementación de las unidades del sistema y cambios para que
responda a los nuevos requerimientos. Las mantenciones se puede clasificar en:
correctiva, adaptativa, perfectiva y preventiva.
2.3. Definición de Términos Básicos.
Almacenamiento de Agua: Acción de retener temporalmente el agua en un lugar
determinado previo a su disposición final.
Análisis Dinámico: en sistemas elásticos es un análisis de superposición modal para
obtener la respuesta estructural a las acciones dinámicas. En sistemas inelásticos es un
análisis en el cual se calcula la historia en el tiempo de la respuesta estructural a las
acciones dinámicas.
Análisis Estático: es un análisis donde solo son consideradas las solicitaciones
estáticas, es decir aquellas producidas por la carga permanente y la carga viva.
DERECHOS RESERVADOS
49
Cargas: Causa capaz de producir estados tensionales en una estructura.
Captación: Es una estructura hidráulica destinada a derivar el agua bien sea desde los
cursos de agua, ríos, arroyos, o canales; o desde un lago; o incluso desde el mar, una
parte del agua disponible en esta, para ser utilizada en un fin específico, como pueden
ser abastecimiento de agua potable, riego, generación de energía eléctrica, acuicultura,
enfriamiento de instalaciones industriales, etc.
Caudal: es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se
identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de
tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un
área dada en la unidad de tiempo.
Código Fuente: conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir
la computadora para ejecutar dicho programa. Por tanto, en el código fuente de un
programa está descrito por completo su funcionamiento.
Concreto Armado: consiste en la utilización de concreto reforzado con barras o mallas
de acero, llamadas armaduras. También es posible armarlo con fibras, tales como fibras
plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras
dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El concreto armado es
de amplio uso en la construcción siendo utilizado en edificios de todo tipo, caminos,
puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en
la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras
civiles en general.
Compilar: Proceso por el cual se "traduce" un programa escrito en un lenguaje de
programación a lo que realmente entiende el computador.
Computadora: Dispositivo programable que puede ejecutar operaciones matemáticas y
lógicas. Usualmente esta compuesta de un procesador, memoria y dispositivos de
DERECHOS RESERVADOS
50
entrada/salida. La computadora tiene componentes físicos (hardware) y componentes
lógicos (software), que se combinan entre sí para interpretar y ejecutar instrucciones
para las que fueron programadas. Una computadora suele estar administrada por un
software llamado sistema operativo que sirve como plataforma para la ejecución de
otras aplicaciones o herramientas.
Ductilidad: un material es dúctil cuando no experimenta disminuciones significativas en
su sección transversal al aplicársele sostenidamente una tensión longitudinal.
Edificio: Construcción permanente, separada e independiente, concebida para ser
utilizada como vivienda o para servir a fines agrarios, industriales, para la prestación de
servicios o, en general, para desarrollar cualquier actividad (administrativa, comercial,
industrial, cultural...).
Flexión: tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una
dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una
dimensión es dominante frente a las otras.
Método de Kani Cerrado: está basado en los métodos de las aproximaciones
sucesivas y en la distribución de momentos para expresar el efecto de las rotaciones y
desplazamientos nodales. El método iterativo de análisis de estructuras desarrollado
por G. Kani, viene a ser extremadamente satisfactorio para el análisis de cualquier
estructura.
Presión: magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para
caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
Rango Elástico: es el rango antes de un valor de esfuerzo determinado donde las
deformaciones en un material son reversibles.
DERECHOS RESERVADOS
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Rango Inelástico: es el rango después de un valor de esfuerzo determinado donde las
deformaciones en un material son permanentes.
Sistema Binario: sistema de numeración en el que los números se representan
utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utiliza en las
computadoras, pues trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su
sistema de numeración natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).
Tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que
actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
2.4. Sistema de Variables.
2.4.1. Definición Conceptual.
El diseño de tanques subterráneos de concreto armado es una sucesión de cálculos
que toman en cuenta datos característicos del tanque, efectos sísmicos y parámetros
del suelo, dando como resultado un tanque óptimo que sea estable y económico.
2.4.2. Definición Operacional.
El diseño de tanques subterráneos de concreto armado se compone de cálculos
realizados sistemáticamente por un programa con el objeto de minimizar el tiempo y
costo invertido en este; así como, el porcentaje de error humano en los resultados.
DERECHOS RESERVADOS
52
2.4.3. Cuadro de Variables.
Desarrollar un programa de computación mediante la utilización de un lenguaje de programación, para el diseño de tanques subterráneos de concreto armado según las prescripciones de la Norma COVENIN 1753:2006.
OBJETIVOS
VARIABLE
DIMENSIÓN
INDICADORES
Elaborar el
procedimiento
requerido para el
diseño de tanques
subterráneos de
concreto armado
bajo la NORMA
COVENIN 1753-
2006.
PROGRAMA
PARA EL DISEÑO
DE TANQUES
SUBTERRÁNEOS
DE CONCRETO
ARMADO.
Procedimiento de
diseño.
-Dimensiones de
diseño.
-Cargas de diseño.
-Combinación de
cargas.
-Momentos de
empotramiento.
-Momentos
definitivos Método de
Kani Cerrado
(Tanque de una
Celda).
-Acero de refuerzo.
Desarrollar un
algoritmo para el
diseño de tanques
subterráneos de
concreto armado,
fundamentando todo
el proceso en la
norma COVENIN
1753-2006
Algoritmo
para el diseño
de tanques
subterráneos
de concreto
armado
-Datos de Entrada.
-Cargas y
dimensiones de
diseño.
-Combinaciones de
carga
-Cálculo de
Momentos
-Acero de refuerzo
en paredes, fondo
y tapa.
DERECHOS RESERVADOS
53
Programar el
algoritmo en su
totalidad, tomando
las
consideraciones
correspondientes
en cuanto a tablas
y gráficas.
PROGRAMA
PARA EL DISEÑO
DE TANQUES
SUBTERRÁNEOS
DE CONCRETO
ARMADO
Algoritmo para el
diseño de tanques
subterráneos de
concreto armado
Lenguaje de
programación
(VISUAL BASIC 6.0)
Verificar el
funcionamiento del
programa mediante
la comparación con
un ejemplo de
aplicación resuelto
en forma manual.
Cálculo manual.
Parámetros de Diseño (chequeo al corte, combinaciones de carga, acero de refuerzo, chequeo a la tensión del concreto). Según Norma COVENIN 1753-2006.
Cálculo con el
programa
diseñado.
Valores claves para el diseño de tanques subterráneos (geometría, acero de refuerzo) y las ecuaciones más importantes con su resultado.
DERECHOS RESERVADOS
54
Capítulo III.__________
DERECHOS RESERVADOS
55
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
La investigación Científica es un proceso metódico y sistemático dirigido a la solución
de problemas o preguntas científicas, mediante la producción de nuevos conocimientos,
los cuales constituyen la solución o respuesta a tales interrogantes.
Este es el resultado de una serie de pasos o fases que se han llevado a cabo usando
una metodología completa y estructurada donde cada fase, está compuesta por una
serie de tareas especificas, que se realizaron para adaptar el proceso metodológico a
las condiciones y exigencias de la empresa.
La metodología del proyecto incluye el tipo o tipos de investigación, las técnicas y
procedimientos que serán utilizados para llevar a cabo la indagación. Es el "cómo" se
realizará el estudio para responder al problema planteado.
3.1 Tipo de Investigación.
En el libro “Introducción a las técnicas de investigación social” (1994), las
investigaciones descriptivas constituyen el punto de partida de las líneas de
investigación, su objetivo es determinar la situación de las variables involucradas en el
estudio en un momento dado con relación a su presencia o ausencia, la frecuencia con
que se presenta un fenómeno (incidencia o prevalencia), características de las
personas, lugar y periodo donde ocurre. El investigador se limita a la observación de
los hechos tal como ocurren con el objeto de describirlos, no busca explicar ni analizar
las causas de esos hechos sino presentarlos.
DERECHOS RESERVADOS
56
En esta tesis se trabaja con una investigación de tipo descriptiva, ya que los resultados
son tomados de manera directa de investigaciones anteriores. Sustentadas en la Norma
COVENIN 1753:2006, las fórmulas de diseño no se analizan debido a que dichas
fórmulas ya existen.
Los softwares no buscan conocer el origen del diseño como tal, sino utilizar el
procedimiento establecido para dar a conocer todos los datos necesarios en la
descripción completa de tanques subterráneos de almacenamiento.
A través de esta investigación se busca aumentar la precisión en los resultados, así
como disminuir el tiempo de diseño de tanques subterráneos de concreto armado. Una
investigación descriptiva busca medir una variable, parámetro o cualquier interviniente
en la misma, por lo que se puede afirmar que en la investigación hecha se miden la
precisión y el tiempo de respuesta en los resultados, registrándose una mejoría en
ambos.
3.2. Diseño de la Investigación. Esta investigación se considera no experimental, debido a que no se manipulan, ni se
puede influir sobre las variables, ya que la causa y el efecto han ocurrido, es por ello
que la investigación se limita a la observación de los fenómenos tal y como se
presentan en su contexto natural, para después analizarlos.
Es transeccional ya que los datos son recolectados en un solo momento, las variables
se describen y su incidencia es analizada en un momento dado.
No se puede influir en los métodos de diseño estipulados en las normas, por lo cual los
softwares son considerados como una manera automatizada de un proceso, mas no
como un experimento que arroje alguna conclusión sobre el diseño en sí.
DERECHOS RESERVADOS
57
3.3. Población y Muestra.
La población (Ramírez, T. (1998)) es aquella que reúne tal como el universo a
individuos, objetos, entre otros que pertenecen a una misma clase de características
similares, se refiere a un conjunto limitado por el ámbito del estudio a realizar. La
población forma parte del universo y constituye el objeto de la investigación, siendo el
centro de la misma y de ella se extrae la información requerida para el estudio
respectivo.
Por su parte, la muestra (Arkin y Colton (1995)) es una porción representativa de la
población, que permite generalizar los resultados de una investigación. Es la
conformación de unidades dentro de un subconjunto que tiene por finalidad integrar las
observaciones (sujetos, objetos, situaciones, instituciones u organización o fenómenos),
como parte de una población.
La población utilizada en esta investigación son los tanques de almacenamiento, la
muestra son los tanques de almacenamiento subterráneos de concreto armado.
La muestra es de tipo no probabilístico intencional, el muestreo se realiza sobre la base
del conocimiento y criterios del investigador.
3.4. Técnicas de Recolección de Datos.
Son recursos utilizados para facilitar la recolección y el análisis de los hechos
observados y constituyen los medios a través de los cuales el investigador obtiene la
información necesaria para lograr los objetivos propuestos.
Esta investigación es de tipo documental, como base se tiene la Norma COVENIN
1753:2006 y los procedimientos claves necesarios para elaborar el algoritmo, y
posteriormente el programa se extraen de documentos (libros, páginas web, etc.)
DERECHOS RESERVADOS
58
Las fuentes bibliográficas utilizadas se consideran mayores, se revisaron algunas como:
tesis anteriores, libros, normas, guías y manuales.
Se elaboraron tres tablas con el parámetro, nomenclatura y la unidad de cada dato
calculado para la comprensión de las fórmulas incluidas en el algoritmo que representan
los datos de entrada (Tabla 3.1) los datos intermedios (Tabla 3.2) los datos de salida o
resultados (Tabla 3.3).
TABLA 3.1 DATOS DE ENTRADA.
PARÁMETRO
NOMENCLATURA
UNIDAD
Longitud interna del tanque Li m Ancho interno del tanque Bi m Altura interna del tanque Hi m Espesor de la tapa Et m Espesor de las paredes Ep m Espesor del fondo Ef m Peso específico del concreto armado Gc Kg/m3 Peso específico del agua Ga Kg/m3 Peso específico del suelo Gs Kg/m3 Ángulo de fricción interna del suelo Fi Grados Carga Variable o Sobrecarga CV Kg/cm3 Resistencia del concreto Fc Kg/cm2 Resistencia del acero de refuerzo Fy Kg/cm2
TABLA 3.2 DATOS INTERMEDIOS.
DIMENSIONES DE DISEÑO
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Longitud L m Ancho B m Altura H m
CARGAS DE DISEÑO
DERECHOS RESERVADOS
59
Tapa
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Carga
Permanente Wptu12 Kg/m Wptu21 Kg/m
Carga Variable
Wvtu12 Kg/m Wvtu21 Kg/m Fondo
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Carga
Permanente Wpfu12 Kg/m Wpfu21 Kg/m
Carga Variable
Wvfu12 Kg/m Wvfu21 Kg/m Paredes
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Empuje de
Tierra Weu31 Kg/m Weu32 Kg/m
Presión Lateral de Carga Variable
Wvu31 Kg/m Wvu32 Kg/m
Presión de Agua
Wau31 Kg/m Wau32 Kg/m
MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Faja 1 Carga Permanete
(Condición de Carga 1)
M11
Kg-m Empuje de Tierra
(Condición de Carga 2)
M12
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M13
Kg-m Carga Variable
(Condición de Carga 4)
M14
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condición de carga 5)
M15
Kg-m
Faja 2 Carga Permanete
(Condición de Carga 1)
M21
Kg-m
DERECHOS RESERVADOS
60
Empuje de Tierra
(Condición de Carga 2)
M22
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M23
Kg-m Carga Variable
(Condición de Carga 4)
M24
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condición de carga 5)
M25
Kg-m
Faja 3 Empuje de Tierra
(Condicion de Carga 2)
M32
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M33
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condicion de carga 5)
M35
Kg-m
MOMENTOS EN TRAMO
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Faja 1 Carga Permanete
(Condición de Carga 1)
M11(+)
Kg-m Empuje de Tierra
(Condición de Carga 2)
M12(+)
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M13(+)
Kg-m Carga Variable
(Condición de Carga 4)
M14(+)
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condición de carga 5)
M15(+)
Kg-m
Faja 2 Carga Permanete
(Condición de Carga 1)
M21(+)
Kg-m Empuje de Tierra
(Condición de Carga 2)
M22(+)
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M23(+)
Kg-m Carga Variable
(Condición de Carga 4)
M24(+)
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condición de carga 5)
M25(+)
Kg-m
DERECHOS RESERVADOS
61
Faja 3 Empuje de Tierra
(Condición de Carga 2)
M32(+)
Kg-m Presión de Agua
(Condición de Carga 3)
M33(+)
Kg-m Presión Lateral de Carga
Variable (Condición de carga 5)
M35(+)
Kg-m
TABLA 3.3 DATOS DE SALIDA.
DIMENSIONES DE DISEÑO
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Longitud L m Ancho B m Altura H m
ACERO DE REFUERZO
PARÁMETRO
NOMENCLARURA
UNIDAD
Sección Longitudinal y Transversal
Acero en apoyo As(-)
ASA11 cm2 ASA12 cm2 ASA13 cm2 ASA14 cm2
Acero en tramo
As (+)
AST11 cm2 AST12 cm2 AST13 cm2 AST14 cm2
Sección Planta Acero en apoyo
As (-)
ASA31
cm2
Acero en tramo As (+)
AST31 cm2 AST32 cm2 AST33 cm2 AST34 cm2
DERECHOS RESERVADOS
62
3.5 Proceso Metodológico.
Por objetivos, se establecerán las fases y dentro de éstas las actividades que llevaran a
su alcance:
Elaborar el procedimiento requerido para el análisis y diseño de tanques
subterráneos de concreto armado.
Fases: Ubicar las Normas COVENIN referentes al diseño de tanques de concreto
armado.
Actividades de la Fase:
‐ Buscar en las páginas Web oficiales de las Normas COVENIN las últimas
actualizaciones.
‐ Ubicar con personas o empresas dicha Norma en físico para facilitar su
estudio.
Estudiar los capítulos de esta Norma que sean de utilidad. Actividades de la Fase:
‐ Ubicar los procedimientos, parámetros y demás información para el diseño
de tanques de concreto dentro de la Norma COVENIN.
Analizar las fórmulas y relaciones entre parámetros existentes que intervengan
en el diseño de tanques subterráneos de concreto armado.
DERECHOS RESERVADOS
63
Actividades de la Fase:
‐ Organizar la información obtenida de manera que formen un
procedimiento concreto para el cálculo siguiente.
Seleccionar los procedimientos de diseño.
Actividades de la Fase: -Dimensiones de diseño. -Cargas de diseño. -Combinación de cargas. -Momentos de empotramiento. -Momentos definitivos Método de Kani Cerrado (Tanque de una Celda). -Acero de refuerzo. Desarrollar un algoritmo para el diseño de tanques subterráneos de concreto
armado, fundamentando todo el proceso en las normas COVENIN 1753-2006.
Actividades de la Fase:
‐ Verificar los nombres asignados a cada variable en uso.
‐ Ubicar en el programa cada fórmula y ejecutar mientras se diseña para
verificar el funcionamiento del programa.
‐ Chequear el algoritmo completo, a manera de generar la versión final que
evite cambios de último momento a la hora de codificarlo.
DERECHOS RESERVADOS
64
Codificar todas las fórmulas, asegurando que entren correctamente los datos,
verificando sus unidades y sus resultados.
Actividades de esta Fase:
‐ Introducir en la base de datos los nombres y nomenclaturas de todas las
variables, haciendo distinción entre los datos de entrada, los datos
intermedios y aquellos de salida.
Programar el algoritmo en su totalidad, tomando las consideraciones
correspondientes en cuanto a tablas y gráficas.
Fases: Seleccionar el lenguaje de programación.
Actividades de la Fase:
‐ Investigar los diferentes lenguajes de programación del mercado. ‐ Seleccionar el lenguaje a utilizar. ‐ Buscar manuales de programación del lenguaje seleccionado.
Con un ejercicio a mano, verificar fórmula por fórmula, de manera tal que cada
una se transcriba en el algoritmo y en el programa de manera correcta.
Verificar el funcionamiento del programa de computación para el diseño de
tanques subterráneos de concreto armado mediante la comparación con un
ejemplo de aplicación resuelto en forma manual.
DERECHOS RESERVADOS
65
Fases: Verificar los parámetros de diseño en el cálculo manual según la Norma
COVENIN 1753-2006.
Actividades de la Fase:
‐ Chequeo al corte. ‐ Combinaciones de carga. ‐ Acero de refuerzo. ‐ Chequeo a la tensión del concreto.
Verificar los valores claves para el diseño de tanques subterráneos.
Actividades de la Fase:
‐ Geometría. ‐ Acero de refuerzo. ‐ Ecuaciones más importantes con sus resultados.
Comparar el resultado arrojado por el programa con el ejercicio resuelto
manualmente.
Actividades de la Fase:
‐ Ubicar en el programa fórmula por fórmula y ejecutar en paralelo con los
cálculos a mano, de manera que se comparen los resultados de la
aplicación y del cálculo manual.
DERECHOS RESERVADOS
66
Generar el reporte.
Actividades de la Fase:
‐ Generar un reporte que sin ser extenso de una idea general de los
cálculos realizados.
DERECHOS RESERVADOS
67
Capítulo IV.__________
DERECHOS RESERVADOS
68
CAPITULO IV
PROGRAMA PARA EL DISEÑO DE TANQUES SUBTERRÁNEOS DE CONCRETO ARMADO
Los tanques de almacenamiento de concreto armado son diseñados con requerimientos
especiales según sean las condiciones del suelo de fundación donde se va a construir,
la profundidad a la cual se va a fundar; así como, el ambiente de trabajo en la superficie
de dicho tanque.
Para esta investigación, se analizó un tanque de almacenamiento que presenta ciertas
características especificadas en la tabla 4.1
Tabla 4.1 ESPECIFICAIONES DE DISEÑO.
ALMACENAMIENTO
Capacidad total 50000 lt (50 m3)
ALTURAS INTERNAS
Cámara de Aire 30 cm Altura de Pendiente 10 cm
SOBRECARGA
Área con Cargas Livianas de Máquinas 600 Kg/m2
TIERRA POR ENCIMA DE LA TAPA
Altura de Tierra por Encima de la Tapa 0 m
DERECHOS RESERVADOS
69
El trabajo realizado se divide en varios documentos que se complementan entre sí para
formar un todo.
4.1 . Algoritmo.
El algoritmo constituye la base del programa y está conformado por la sucesión de
fórmulas necesarias. Se muestra en lenguaje de programación la toma de decisiones y
las distintas opciones que existen para cada diseño en particular.
4.2 Programa. La programación completa del algoritmo, resultó en un código extenso de más de 5000
líneas que incluye las fórmulas, los datos de entrada y de salida respectivamente.
El programa presenta un ambiente de trabajo sencillo y fácil de manejar, donde no se
necesita ser un experto o saber demasiado del tema para realizar los cálculos.
4.3. Ejercicio a Mano.
Para facilitar el análisis y comprensión de los resultados se realizó un ejercicio completo
a mano, que permite evaluar el rendimiento y eficiencia del programa.
Dicho ejercicio presenta los mismos datos utilizados para el desarrollo del programa y
su procedimiento fue tomado como ejemplo al momento de la ejecución del lenguaje de
programación requerido para esta investigación y se presenta como el Anexo 1 de la
investigación.
DERECHOS RESERVADOS
70
4.4. Aplicación del Programa Entrada y Salida. La página inicial del programa muestra una tabla que le permite al operador ingresar los
datos necesarios para el cálculo estructural de los tanques subterráneos de concreto
armado. Los datos ingresados con decimales deben utilizar una “coma” (,) para separar
los números enteros de los decimales Figura 4.1.
FIGURA 4.1. PÁGINA PRINCIPAL DEL PROGRAMA.
Una vez ingresados los valores en la parte de “DATOS” ubicado en la página principal,
encontramos en la parte derecha de la página el botón “Calcular”, el cual, al momento
de que el usuario haga clic sobre él, comienza todos los cálculos de diseño y un botón
“Resetear” que coloca la hoja en blanco para ingresar nuevos datos.
DERECHOS RESERVADOS
71
Para poder visualizar los restantes resultados calculados se debe pinchar sobre los
botones “MU”, “AS”, “Ao”, “Detalle” y “Reporte” los que activan 5 nuevas páginas. El
usuario puede seleccionar que resultados va a observar de manera independiente.
Figura 4.2.
FIGURA 4.2. CÁLCULOS.
En la página que se despliega al momento de pulsar “MU” encontramos 3 (tres) tablas
que nos muestran los momentos negativos y positivos para cada faja del tanque. Figura
4.3.
DERECHOS RESERVADOS
72
FIGURA 4.3. MOMENTOS ÚLTIMOS.
La página de “AS” presenta las diferentes áreas de acero calculadas tanto en los
apoyos como en el tramo, las áreas de acero fueron calculadas para 1 m (un metro de
ancho) por lo que el usuario debe multiplicar dicha área por la longitud (L), base (B) o
altura (H) para cada caso en particular y así obtener el área de acero en la sección con
la que estén trabajando. Figura 4.4.
DERECHOS RESERVADOS
73
FIGURA 4.4. ÁREAS DE ACERO.
Encontramos que al momento de oprimir la opción “Ao” se despliega una venta con una
tabla con las diferentes áreas de acero según cada caso de cabilla particular, la cuál
permite al usuario seleccionar la cabilla a utilizar por conveniencia y determinar el
número de cabilla para área de acero calculada.
FIGURA 4.5. TABLA NÚMERO DE CABILLAS.
DERECHOS RESERVADOS
74
El programa muestra la opción “REPORTE” que al presionar sobre esta opción aparece
la hoja de reporte, que muestra los resultados de los valores calculados y permite
imprimir dicha hoja. Figura 4.6.
FIGURA 4.6. HOJA DE REPORTE.
DERECHOS RESERVADOS
75
Por último, el programa en su página de detalles muestra un esquema de la distribución
de las áreas de acero que despeje de algún tipo de duda al ingeniero a cargo. Figura
4.7.
TABLA 4.7. DISTRIBUCIÓN DE ACERO.
4.5 . Comparación de Resultados.
La siguiente tabla compara los resultados del ejercicio hecho a mano con los reportados
por el programa.
DERECHOS RESERVADOS
76
TABLA 4.1. COMPARACIÓN DE RESULTADOS ENTRE EL EJERCICIO A MANO Y
EL PROGRAMA. NOMENCLATURA EJERCICIO A MANO PROGRAMA
B 5,20 5,20 L 5,20 5,20 H 2,625 2,625
Wptu1-2 300 300 Wptu2-1 300 300 Wvtu1-2 480 480 Wvtu2-1 480 480 Wpfu1-2 1280,58 1280,769 Wpfu2-1 1280,58 1280,769 Wvfu1-2 480 480 Wvfu2-1 480 480 Weu3-1 83,85 83,847 Weu3-2 83,85 83,847 Wvu3-1 21,133 21,133 Wvu3-2 21,133 21,133 Wau3-1 96,78 96,776 Wau3-2 96,78 96,776 Asa1-1 1,8 1,8 Asa1-2 4,80 4,75 Asa1-3 3,60 3,56 Asa1-4 5,80 5,83 Asa3-1 1,80 1,80 Ast1-1 5,40 5,36 Ast1-2 8,20 8,19 Ast1-3 6,88 6,875 Ast1-4 2,27 2,27 Ast1-6 1,80 1,80 Ast1-5 5,50 5,54 Ast3-1 27,50 27,53 Ast3-2 17,70 17,70 Ast3-3 6,80 6,78
Ambos procedimientos dan el mismo resultado con unas ligeras diferencia debido a los
decimales, de esta manera se verifica el algoritmo. Las pequeñas diferencias en los
resultados señalados en la Tabla 4.1. se deben a decimales: el ejercicio a mano utilizó
un máximo de 3 decimales que fueran representativos en el resultado esperado,
mientras que la aplicación utiliza un total de 12 decimales.
DERECHOS RESERVADOS
77
El ejercicio a mano dio los resultados esperados y se comprobó el buen funcionamiento
del programa. Se debe tomar en cuenta que el análisis por metro lineal da resultados de
cómputos por metro, por lo que se deben multiplicar los valores por la longitud externa
si se desean los cómputos totales.
DERECHOS RESERVADOS
78
CONCLUSIONES
Un estudio de la Norma COVENIN 1753-2006 permitió desarrollar un programa que
cumplió con los objetivos planteados, teniendo como limitantes que solo se permite el
cálculo de tanques rectangulares y donde la tapa se considere superficial.
De manera documental, no experimental y a través de la constante revisión se logró
desarrollar un algoritmo cuya ejecución diera como resultado final el diseño de tanques
subterráneos de concreto armado.
Se realizó un programa que muestra de manera práctica, en un ambiente de trabajo
agradable el valor correspondiente a las áreas de acero en apoyos y en tramos; así
como también, se dispuso de una tabla que muestra los respectivos momentos tanto
positivos como negativos para aclarar cualquier tipo de duda sobre el resultado final. A
su vez el programa muestra de manera gráfica la distribución de dicho acero de
refuerzo.
El programa a pesar de no ser distribuido públicamente se encuentra al alcance de
quién lo necesite funcionando como una herramienta para ingenieros, mostrando ser
una aplicación útil que optimiza un cálculo laborioso y tardado de ser ejecutado a mano.
Se logra minimizar el tiempo significativamente, un trabajo de dos o tres días se resume
a menos de un minuto.
La presentación sencilla y de fácil uso lo hace eficiente. Se puede utilizar el programa
para construir tanques subterráneos bien sea cuadrados o rectangulares.
Se cumplieron los objetivos planteados al inicio de esta tesis y el resultado obtenido
satisface todas las expectativas. El programa es una herramienta funcional, que
aumenta la calidad del trabajo a la vez que minimiza tiempo y costo del mismo.
DERECHOS RESERVADOS
79
RECOMENDACIONES
La experiencia en el desarrollo del software para el diseño de tanques
subterráneos de concreto armado dejó los resultados esperados por la cual se
recomienda realizar el mismo trabajo para diversos de tanques entre los cuales
están: tanques circulares, cilíndricos, entre otros según sea el caso requerido.
Se recomienda que cada vez que salga una versión posterior al programa
utilizado, actualizar los algoritmos para mantener el programa diseñado; así
como también, el lenguaje de programación al día tecnológicamente.
También se recomienda algunas actualizaciones menores en caso de que la
normativa COVENIN cambie.
Se recomienda ampliar esta investigación con el fin de secuenciar el programa
“Diseño de Tanques Subterráneos” con “AutoCAD” de manera que se muestren
los detalles del tanque.
DERECHOS RESERVADOS
80
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Vezga Taborda, C. (1990). Proyecto Estructural de Edificios Aporticados de
Concreto Armado. Maracaibo.
Mc Graw, H. (2005). Visual Basic 6,0. Manual de Referencia. Osborrne.
Norma COVENIN 1753-2006. Proyecto y Construcción de Obras en Concreto
Estructural.
Diseño y Cálculo de Tanques de Almacenamiento. Inglesa.
G. Kani. (1979). Cálculo de Pórticos de Varios Pisos. Barcelona – España; Reverté, S.A.
http://blogsoulfly.blogspot.com/2009/03/diseno-de-tanques-elevados.html.
http://www.recursosvisualbasic.com.ar/htm/tutoriales/tutorial_visual_basic_menu.html
DERECHOS RESERVADOS
81
Anexos.__________
DERECHOS RESERVADOS
82
ANEXO 1. Resolución del Ejercicio Manual.
Datos del ejercicio:
2
2
2
3
3
3
/4200'
/250'
/600..
º30
/1800
/1000
/2500
25,0
20,0
40,2
00,5
00,5
cmkgYF
cmkgCF
cmKgVC
Fi
mkgsGs
mkgaGp
mkgcGc
mEf
mEt
mHi
mBi
mLi
Dimensiones de diseño:
mEfEtHiH
mEpBiB
mEpLiL
625,2225,0
220,040,222
20,520,000,5
20,520,000,5
Cargas de Diseño.
DERECHOS RESERVADOS
83
Tapa.
Carga Permanente.
24
2
4
24
2
4
22
23
300
20,520,51
600
12.1
300
20,520,51
600
12.1
6005002,12,1
500250020,0
mKg
mm
mkg
BL
WptuWptu
mKg
mm
mkg
LB
WptuWptu
mkg
mKgWptWptu
mkg
cmkgmGcEtWpt
Carga Variable.
24
2
4
24
2
4
2
2
480
20,520,51
960
11.2
480
20,520,51
960
12.1
9606,1
600..
mKg
mm
mKg
BL
WvtuWvtu
mKg
mm
mKg
LB
WvtuWvtu
mKgWvtWvtu
mkgVCWvt
DERECHOS RESERVADOS
84
Fondo.
Carga Permanente.
24
2
4
2
589,1280
20,520,51
178.2561
12.1
615,2134
250025,020,520,5
220,520,5625,2250020,0250020,0
2
mKgm
Kg
BL
WpfuWpfu
mKgWpf
mWpf
GcEfBLBLHGcEpGcEtWpf
244589,1280
20,520,51
178,2561
11.2
mkg
BL
wpfuWpfu
Carga Variable.
mkgwvtuWvfu
mkgWvtuWvfu
4801.21.2
4802.12.1
DERECHOS RESERVADOS
85
Paredes.
Empuje de Tierra.
244
24
24
24
2
4
23
08,228
625,220,5990,1905,1
92,7423
990,19051,12.3
57,6989
20,5625,2045,1
92,7423045,1
045,1
045,12
08,228
625,220,5990,1905,1
92,7423
990,1190531
57,6989
20,5625,2045,1
92,7423045,1
045,1045,11
92,742360,195,46391800982,0625,2
982,0301301
11
mKg
HB
QeuWeu
mKg
BH
QeuQeu
mtsKg
HL
QeuWeu
mkg
mm
mKg
LH
QeuQeu
mkg
mkgmGsKaHQe
SenSen
SenSenKa
Presión Lateral de Carga Variable.
244
244
244
244
22
2
49,57
625,220,51
72,942
12.3
23,885
20,5625,21
72,942
12
49,57
625,220,51
72,942
11.3
23,885
20,5625,21
72,942
11
72,9422,5896,1
2,589982,0600..
cmKg
HB
QvuWvu
cmKg
BH
QvuQvu
cmKg
HL
QvuWvu
cmkg
LH
QvuQvu
cmkg
cmkgQvu
mtskg
cmKgKPVCQv
DERECHOS RESERVADOS
86
Presión de Agua.
244
244
244
244
22
23
776,96
625,220,5990,1905,1
3150990,1905,1
2.3
704,2965
20,5625,20454,1
3150045,1
045,1
045,12
776,96
625,220,5990,1905,1
50,3
990,1905,131
704,2965
50,5625,2045,1
3150045,1
045,1045,11
315026252,1
26251000625,2
mkg
HB
QauWau
mKg
BH
QauQau
mKg
HL
QauVau
mKg
LH
QauQau
mKg
mkgQau
mkg
mkgmtsaHQa
Momentos de Empotramiento.
Faja 1.
Condición de Carga 1: Carga Permanente.
M.1.1. (1) = 0 M.1.1. (2) = -Wptu12 * B ^ 2 / 12 M.1.1. (3) = Wptu12 * B ^ 2 / 12 M.1.1. (4) = 0 M.1.1 (5) = 0 M.1.1. (6) = -Wpfu12 * B ^ 2 / 12 M.1.1. (7) = Wpfu12 * B ^ 2 / 12
DERECHOS RESERVADOS
87
M.1.1. (8) = 0 M.1.1 (1) =0
M.1.1 (2) = -676 mkg
M.1.1. (3) = 676 mkg
M.1.1. (4) = 0 M.1.1. (5) = 0
M.1.1. (6) = -2885,999 mkg
M.1.1. (7) = 2885,999 mkg
M.1.1. (8) = 0 Condición de Carga 2: Empuje de Tierra.
M.1.2. (1) = Qeu1 * H ^ 2 / 30 M.1.2. (2) = 0 M.1.2. (3) = 0 M.1.2. (4) = -Qeu1 * H ^ 2 / 30 M.1.2. (5) = Qeu1 * H ^ 2 / 20 M.1.2. (6) = 0 M.1.2. (7) = 0 M.1.2. (8) = -Qeu1 * H ^ 2 / 20
M.1.2. (1) = 1605,72 mkg
M.1.2. (2) = 0 M.1.2. (3) = 0
DERECHOS RESERVADOS
88
M.1.2. (4) = -1605,72 mkg
M.1.2. (5) = 2408,13 mkg
M.1.2. (6) = 0 M.1.2. (7) = 0
M. 1.2. (8) = -2408,13 mkg
Condición de Carga 3: Presión de Tierra.
M.1.3. (1) = -Qau1 * H ^ 2 / 30 M.1.3. (2) = 0 M.1.3. (3) = 0 M.1.3. (4) = Qau1 * H ^ 2 / 30 M.1.3. (5) = -Qau1 * H ^ 2 / 20 M.1.3. (6) = 0 M.1.3. (7) = 0 M.1.3. (8) = Qau1 * H ^ 2 / 20
M.1.3. (1) = -681,185 mkg
M.1.3. (2) = 0 M.1.3. (3) = 0
M.1.3. (4) = 681,185 mkg
M.1.3. (5) = -1021,778 mkg
M.1.3. (6) = 0
DERECHOS RESERVADOS
89
M.1.3. (7) = 0
M.1.3. (8) = 1021,778 mkg
Condición de Carga 4: Carga Variable.
M.1.4. (1) = 0 M.1.4. (2) = -Wvtu12 * B ^ 2 / 12 M.1.4. (3) = Wvtu12 * B ^ 2 / 12 M.1.4. (4) = 0 M.1.4. (5) = 0 M.1.4. (6) = -Wvfu12 * B ^ 2 / 12 M.1.4. (7) = Wvfu12 * B ^ 2 / 12 M.1.4. (8) = 0 M.1.4. (1) = 0
M.1.4. (2) = - 1081,6 mkg
M.1.4. (3) = 1081,6 mkg
M.1.4. (5) = 0
M.1.4. (6) = -1081,6 mkg
M.1.4. (7) = 1081,6 mkg
M.1.4. (8) = 0 Condición de Carga 5: Presión Lateral de Carga Variable.
DERECHOS RESERVADOS
90
M.1.5. (1) = Qvu1 * H ^ 2 / 12 M.1.5. (2) = 0 M.1.5. (3) = 0 M.1.5. (4) = -Qvu1 * H ^ 2 / 12 M.1.5. (5) = Qvu1 * H ^ 2 / 12 M.1.5. (6) = 0 M.1.5. (7) = 0 M.1.5. (8) = -Qvu1 * H ^ 2 / 12
M. 1.5. (1) = 508,32 mkg
M. 1.5. (2) = 0 M. 1.5. (3) = 0
M. 1.5. (4) = - 508,32 mkg
M. 1.5. (5) = 508,32 mkg
M. 1.5. (6) = 0 M. 1.5. (7) = 0
M. 1.5. (8) = - 508,32 mkg
Faja 2.
Condición de Carga 1: Carga Permanente.
M.2.1. (1) = 0 M.2.1. (2) = -Wptu21 * L ^ 2 / 12
DERECHOS RESERVADOS
91
M.2.1. (3) = Wptu21 * L ^ 2 / 12 M.2.1. (4) = 0 M.2.1. (5) = 0 M.2.1. (6) = -Wpfu21 * L ^ 2 / 12 M.2.1. (7) = Wpfu21 * L ^ 2 / 12 M.2.1. (8) = 0
M.2.1 (1) =0
M.2.1 (2) = -676 mkg
M.2.1. (3) = 676 mkg
M.2.1. (4) = 0 M.2.1. (5) = 0
M.2.1. (6) = -2885,999 mkg
M.2.1. (7) = 2885,999 mkg
M.2.1. (8) = 0 Condición de Carga 2: Empuje de Tierra.
M.2.2. (1) = Qeu2 * H ^ 2 / 30 M.2.2. (2) = 0 M.2.2. (3) = 0 M.2.2. (4) = -Qeu2 * H ^ 2 / 30 M.2.2. (5) = Qeu2 * H ^ 2 / 20 M.2.2. (6) = 0
DERECHOS RESERVADOS
92
M.2.2. (7) = 0 M.2.2. (8) = -Qeu2 * H ^ 2 / 20
M.2.2. (1) = 1605,72 mkg
M.2.2. (2) = 0 M.2.2. (3) = 0
M.2.2. (4) = -1605,72 mkg
M.2.2. (5) = 2408,13 mkg
M.2.2. (6) = 0 M.2.2. (7) = 0
M.2.2. (8) = -2408,13 mkg
Condición de Carga 3: Presión de Tierra.
M.2.3. (1) = -Qau2 * H ^ 2 / 30 M.2.3. (2) = 0 M.2.3. (3) = 0 M.2.3. (4) = Qau2 * H ^ 2 / 30 M.2.3. (5) = -Qau2 * H ^ 2 / 20 M.2.3. (6) = 0 M.2.3. (7) = 0 M.2.3. (8) = Qau2 * H ^ 2 / 20
M.2.3. (1) = -681,185 mkg
M.2.3. (2) = 0
DERECHOS RESERVADOS
93
M.2.3. (3) = 0
M.2.3. (4) = 681,185 mkg
M.2.3. (5) = -1021,778 mkg
M.2.3. (6) = 0 M.2.3. (7) = 0
M.2.3. (8) = 1021,778 mkg
Condición de Carga 4: Carga Variable.
M.2.4. (1) = 0 M.2.4. (2) = -Wvtu21 * L ^ 2 / 12 M.2.4. (3) = Wvtu21 * L ^ 2 / 12 M.2.4. (4) = 0 M.2.4. (5) = 0 M.2.4. (6) = -Wvfu21 * L ^ 2 / 12 M.2.4. (7) = Wvfu21 * L ^ 2 / 12 M.2.4. (8) = 0
M.2.4. (1) = 0
M.2.4. (2) = - 1081,6 mkg
M.2.4. (3) = 1081,6 mkg
M.2.4. (5) = 0
M.2.4. (6) = -1081,6 mkg
DERECHOS RESERVADOS
94
M.2.4. (7) = 1081,6 mkg
M.2.4. (8) = 0 Condición de Carga 5: Presión Lateral de Carga Variable.
M.2.5. (1) = Qvu2 * H ^ 2 / 12 M.2.5. (2) = 0 M.2.5. (3) = 0 M.2.5. (4) = -Qvu2 * H ^ 2 / 12 M.2.5. (5) = Qvu2 * H ^ 2 / 12 M.2.5. (6) = 0 M.2.5. (7) = 0 M.2.5. (8) = -Qvu2 * H ^ 2 / 12
M.2.5. (1) = 508,32 mkg
M.2.5. (2) = 0 M.2.5. (3) = 0
M.2.5. (4) = - 508,32 mkg
M.2.5. (5) = 508,32 mkg
M.2.5. (6) = 0 M.2.5. (7) = 0
M.2.5. (8) = - 508,32 mkg
Faja 3.
DERECHOS RESERVADOS
95
Condición de Carga 2: Empuje de Tierra.
M.3.2. (1) = Weu32 * B ^ 2 / 12 M.3.2. (2) = -Weu31 * L ^ 2 / 12 M.3.2. (3) = Weu31 * L ^ 2 / 12 M.3.2. (4) = -Weu32 * B ^ 2 / 12 M.3.2. (5) = Weu32 * B ^ 2 / 12 M.3.2. (6) = -Weu31 * L ^ 2 / 12 M.3.2. (7) = Weu31 * L ^ 2 / 12 M.3.2. (8) = -Weu32 * B ^ 2 / 12
M. 3.2. (1) = 513,94 mkg
M. 3.2. (2) = - 513,94 mkg
M. 3.2. (3) = 513,94 mkg
M. 3.2. (4) = - 513,94 mkg
M. 3.2. (5) = 513,94 mkg
M. 3.2. (6) = - 513,94 mkg
M. 3.2. (7) = 513,94 mkg
M. 3.2. (8) = - 513,94 mkg
Condición de Carga 3: Presión de Agua.
DERECHOS RESERVADOS
96
M.3.3. (1) = -Wau32 * B ^ 2 / 12 M.3.3. (2) = Wau31 * L ^ 2 / 12 M.3.3. (3) = -Wau31 * L ^ 2 / 12 M.3.3. (4) = Wau32 * B ^ 2 / 12 M.3.3. (5) = -Wau32 * B ^ 2 / 12 M.3.3. (6) = Wau31 * L ^ 2 / 12 M.3.3. (7) = -Wau31 * L ^ 2 / 12 M.3.3. (8) = Wau32 * B ^ 2 / 12
M. 3.3. (1) = - 218,069 mkg
M. 3.3. (2) = 218,069 mkg
M. 3.3. (3) = - 218,069 mkg
M. 3.3. (4) = 218,069 mkg
M. 3.3. (5) = - 218,069 mkg
M. 3.3. (6) = 218,069 mkg
M. 3.3. (7) = - 218,069 mkg
M. 3.3. (8) = 218,069 mkg
Condición de Carga 5: Presión Lateral de Carga Variable.
M.3.5. (1) = Wvu32 * B ^ 2 / 12 M.3.5. (2) = -Wvu31 * L ^ 2 / 12
DERECHOS RESERVADOS
97
M.3.5. (3) = Wvu31 * L ^ 2 / 12 M.3.5. (4) = -Wvu32 * B ^ 2 / 12 M.3.5. (5) = Wvu32 * B ^ 2 / 12 M.3.5. (6) = -Wvu31 * L ^ 2 / 12 M.3.5. (7) = Wvu31 * L ^ 2 / 12 M.3.5. (8) = -Wvu32 * B ^ 2 / 12
M. 3.5. (1) = 129,54 mkg
M. 3.5. (2) = - 129,54 mkg
M. 3.5. (3) = 129,54 mkg
M. 3.5. (4) = - 129,54 mkg
M. 3.5. (5) = 129,54 mkg
M. 3.5. (6) = - 129,54 mkg
M. 3.5. (7) = 129,54 mkg
M. 3.5. (8) = - 129,54 mkg
Combinaciones de carga
DERECHOS RESERVADOS
98
Sentido de los Momentos
DERECHOS RESERVADOS
99
Cálculo de Momentos Definitivos. Faja 1.
Fajas 1 CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
1
R 253,97 128,205135 128,205135 253,968267 253,968267 250,400635 250,400635 253,968267 FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 0 -676 676 0 0 -2885,999 2885,999 0MS -676 676 -2885,999 2885,999
M
225 113 -132 -262 793 782 -966 -980 594 300 -297 -588 1118 1102 -1137 -1154 707 357 -361 -715 1193 1176 -1184 -1201 743 375 -376 -746 1212 1195 -1198 -1215 753 380 -381 -754 1218 1201 -1201 -1219 756 382 -382 -756 1219 1202 -1203 -1220 757 382 -382 -757 1220 1203 -1203 -1220 757 382 -382 -757 1220 1203 -1203 -1220
MD 294 -294 294 -294 1683 -1683 1683 -1683
2
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 543,17 0 0 -543,17 814,76 0 0 -814,76MS 543,17 -543,17 814,76 -814,76
M
-180 -91 106 211 -258 -255 310 315 -320 -162 162 320 -364 -359 371 376 -359 -181 183 362 -390 -384 387 392 -371 -188 188 372 -396 -391 391 397 -375 -189 189 375 -398 -392 393 398 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399
MD 190 -190 190 -190 393 -393 393 -393
DERECHOS RESERVADOS
100
3
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME -681,185 0 0 681,185 -1021,778 0 0 1021,778MS -681,185 681,185 -1021,778 1021,778
M
226 114 -133 -264 324 319 -389 -395 402 203 -203 -401 456 450 -465 -472 450 227 -229 -453 489 482 -485 -492 466 235 -236 -467 497 490 -491 -498 470 237 -237 -470 499 492 -493 -500 471 238 -238 -471 500 493 -493 -500 472 238 -238 -472 500 493 -493 -500 472 238 -238 -472 500 493 -493 -500
MD -238 238 -238 238 -493 493 -493 493
4
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 0 -1081,6 1081,6 0 0 -1081,6 1081,6 0MS -1081,6 1081,6 -1081,6 1081,6
M
359 181 -212 -420 378 373 -450 -457 581 294 -294 -583 532 525 -543 -551 640 323 -325 -644 571 563 -567 -575 658 332 -333 -660 581 573 -574 -582 664 335 -335 -664 584 576 -576 -584 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585
MD 746 -746 746 -746 505 -505 505 -505
5
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 172,38 0 0 -172,38 172,38 0 0 -172,38MS 172,38 -172,38 172,38 -172,38
M
-57 -29 34 67 -60 -59 72 73 -93 -47 47 93 -85 -84 87 88 -102 -51 52 103 -91 -90 90 92 -105 -53 53 105 -93 -91 92 93 -106 -53 53 106 -93 -92 92 93
DERECHOS RESERVADOS
101
-106 -53 53 106 -93 -92 92 93 -106 -54 54 106 -93 -92 92 93 -106 -54 54 106 -93 -92 92 93
MD 54 -54 54 -54 92 -92 92 -92
Fajas 1
MOMENTOS NEGATIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
1+2+4+5 Mu(-) 1283 -1283 1283 -1283 2673 -2673 2673 -2673
MOMENTOS POSITIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
BARRA 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 1
TAPA PARED FONDO PARED 1+3+4 Mu(+) 1354 3479 3287 3479 1+2+5 Mu(+) 0,00 0,00 1665,00 0,00
DERECHOS RESERVADOS
102
Faja 2.
Fajas 2 CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
1
R 253,97 128,205135 128,205135 253,968267 253,968267 250,400635 250,400635 253,968267FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 0 -676 676 0 0 -2885,999 2885,999 0MS -676 676 -2885,999 2885,999
M
225 113 -132 -262 793 782 -966 -980 594 300 -297 -588 1118 1102 -1137 -1154 707 357 -361 -715 1193 1176 -1184 -1201 743 375 -376 -746 1212 1195 -1198 -1215 753 380 -381 -754 1218 1201 -1201 -1219 756 382 -382 -756 1219 1202 -1203 -1220 757 382 -382 -757 1220 1203 -1203 -1220 757 382 -382 -757 1220 1203 -1203 -1220
MD 294 -294 294 -294 1683 -1683 1683 -1683
2
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 543,17 0 0 -543,17 814,76 0 0 -814,76MS 543,17 -543,17 814,76 -814,76
M
-180 -91 106 211 -258 -255 310 315 -320 -162 162 320 -364 -359 371 376 -359 -181 183 362 -390 -384 387 392 -371 -188 188 372 -396 -391 391 397 -375 -189 189 375 -398 -392 393 398 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399 -376 -190 190 376 -399 -393 393 399
MD 190 -190 190 -190 393 -393 393 -393
3
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME -681,185 0 0 681,185 -1021,778 0 0 1021,778MS -681,185 681,185 -1021,778 1021,778
DERECHOS RESERVADOS
103
M
226 114 -133 -264 324 319 -389 -395 402 203 -203 -401 456 450 -465 -472 450 227 -229 -453 489 482 -485 -492 466 235 -236 -467 497 490 -491 -498 470 237 -237 -470 499 492 -493 -500 471 238 -238 -471 500 493 -493 -500 472 238 -238 -472 500 493 -493 -500 472 238 -238 -472 500 493 -493 -500
MD -238 238 -238 238 -493 493 -493 493
4
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 0 -1081,6 1081,6 0 0 -1081,6 1081,6 0MS -1081,6 1081,6 -1081,6 1081,6
M
359 181 -212 -420 378 373 -450 -457 581 294 -294 -583 532 525 -543 -551 640 323 -325 -644 571 563 -567 -575 658 332 -333 -660 581 573 -574 -582 664 335 -335 -664 584 576 -576 -584 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585 665 336 -336 -665 585 577 -577 -585
MD 746 -746 746 -746 505 -505 505 -505
5
R 253,97 128,21 128,21 253,97 253,97 250,40 250,40 253,97FG -0,332 -0,168 -0,168 -0,332 -0,252 -0,248 -0,248 -0,252 ME 172,38 0 0 -172,38 172,38 0 0 -172,38MS 172,38 -172,38 172,38 -172,38
M
-57 -29 34 67 -60 -59 72 73 -93 -47 47 93 -85 -84 87 88
-102 -51 52 103 -91 -90 90 92 -105 -53 53 105 -93 -91 92 93 -106 -53 53 106 -93 -92 92 93 -106 -53 53 106 -93 -92 92 93 -106 -54 54 106 -93 -92 92 93 -106 -54 54 106 -93 -92 92 93
MD 54 -54 54 -54 92 -92 92 -92
DERECHOS RESERVADOS
104
Fajas 2
MOMENTOS NEGATIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
1+2+4+5 Mu(-) 1283 -1283 1283 -1283 2673 -2673 2673 -2673
MOMENTOS POSITIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
BARRA 1 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 1
TAPA PARED FONDO PARED 1+3+4 Mu(+) 1354 3479 3287 3479 1+2+5 Mu(+) 0,00 0,00 1665,00 0,00
Faja 3.
Faja 3
CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
2
R 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 FG -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 ME 174,25 -174,25 174,25 -174,25 174,25 -174,25 174,25 -174,25MF 0 0 0 0
M
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
MD 174 -174 174 -174 174 -174 174 -174
DERECHOS RESERVADOS
105
3
R 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 FG -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 ME -218,069 218,069 -218,069 218,069 -218,069 218,069 -218,069 218,069MF 0 0 0 0
M
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
MD -218,069 218,069 -218,069 218,069 -218,069 218,069 -218,069 218,069
5
R 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 128,21 FG -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 -0,250 ME 129,54 -129,54 129,54 -129,54 129,54 -129,54 129,54 -129,54MF 0 0 0 0
M
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
MD 130 -130 130 -130 130 -130 130 -130
DERECHOS RESERVADOS
106
Fajas 3
MOMENTOS NEGATIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
NODO 1 2 3 4 BARRA 1 - 4 1 - 2 2 - 1 2 - 3 3 - 2 3 - 4 4 - 3 4 - 1
2+5 Mu(-) 304 -304 304 -304 304 -304 304 -304
MOMENTOS POSITIVOS
CONDICIÓN DE CARGA
BARRA 1 - 2 2 - 4 3 - 4 4 - 1
PARED PARED PARED PARED 3 Mu(+) 109,00 109,00 109,00 109,00
DERECHOS RESERVADOS
107
Cálculo del Acero en Nodos.
5,125,7205,711
2010020,01001
1001
67721)(
ED
cmEpE
B
mkgMu
3
221093,1
50,1210025090,0
100677
11'90,0
100
DRCF
MuR
020,01032,67,185,085,07,185,085,0 322 RQ
yf
cfDBQAs
'
'11
282,0420050,1250,12100020,0 cmAs
217,4420050,12100141114min cmFy
DBAs
28,12201000018,02
110018,0 cmEBAsryt
21,133,182,033,1min cmAsAsAsAs
28,1 cmAsrytAsAsrytAs
298,111 cmAsa
mkgMu 167841)(
50,125,7205,711
2010020,01001
1001
ED
EpE
B
222
1077,450,1210025090,0
1001678
11'90,0
100
DBCF
MuR
049,01077,47,185,085,0 22 Q
DERECHOS RESERVADOS
108
268,2420025050,12100049,0 cmAs
217,4min cmAs
cmAsryt 8,1
285,433,168,2min cmAsAsAs
285,413 cmAsa
mkgMu 370123)(
1001 B
2010020,01001 EpE
5,125,7255,71 ED
105,050,1210025090,0
1003701
11'90,0
10022
DBCF
MuR
11,0105,006,47,185,085,0 2 Q
219,84200
25050,1210011,0 cmAs
217,4min cmAs
28,1 cmAsryt
219,814 cmAsa
mkgMu 254043)(
1001 B
DERECHOS RESERVADOS
109
201 E
15D
222
1002,51510025090,0
1002540
11'90,0
100
DBCF
MuR
052,01002,57,185,085,0 22 Q
420025015100052,0 As
264,4 cmAs
5min As
217,633,164,4min cmAsAsAs
217,612 cmAsa
mkgMu 643)(
1001 B
201 E
50,12D
2
221083,1
50,1210025090,0
100643
11'90,0
100
DBCF
MuR
0185,01083,174,67,185,085,0 2'2 Q
420025050,121000185,0 As
238,1 cmAs
217,4min cmAs
DERECHOS RESERVADOS
110
283,138,133,1min cmAsAsAs
28,1 cmAsrty
283,131 cmAsa Acero en los Tramos.
mkgMu 40,241421)(
1001 B
201 E
50,12D
222
1087,650,1210025090,0
10040,2414
11'90,0
100
DBCF
MuR
072,01087,67,185,085,0 22 Q
420025050,12100072,0 As
236,5 cmAs
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
226,511 cmAst
mkgMu 950,353921)(
1001 B
201 E
50,12D
DERECHOS RESERVADOS
111
10,050,1210025090,0
100950,3539
11'90,0
10022
DBCF
MuR
11,010,087,67,185,085,0 2 Q
420025050,1210011,0 As
219,8 cmAs
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
219,811 cmAst
mkgMu 99,431721)(
1001 B
201 E
50,17D
063,050,1710025090,0
10099,4317
11'90,0
10022
DBCF
MuR
066,0063,087,67,185,085,0 2 Q
420025050,1710067,0 As
2875,6 cmAs
283,5min cmAs
225,2 cmAsrty
2875,611 cmAst
DERECHOS RESERVADOS
112
mkgMu 79221)(
1001 B
201 E
50,12D
023,050,1210025090,0
100792
11'90,0
10022
DBCF
MuR
023,0025,087,67,185,085,0 2 Q
420025050,12100023,0 As
271,1 cmAs
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
227,214 cmAst
mkgMu 032)(
0As
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
28,116 cmAst
DERECHOS RESERVADOS
113
mkgMu 39,269543)(
1001 B
251 E
50,17D
2
221091,3
50,1710025090,0
10039,2695
11'90,0
100
DBCF
MuR
04,01091,37,185,085,0 22 Q
420025050,1710004,0 As
217,4 cmAs
283,5min cmAs
225,2 cmAsrty
254,515 cmAst
mkgMu 10,1026121)(
1001 B
251 E
50,12D
29,050,1210025090,0
10010,10261
11'90,0
10022
DBCF
MuR
37,029,07,185,085,0 2 Q
420025050,1210037,0 As
253,27 cmAs
DERECHOS RESERVADOS
114
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
253,2731 cmAst
mkgMu 10,1026121)(
1001 B
251 E
50,12D
29,050,1210025090,0
10010,10261
11'90,0
10022
DBCF
MuR
37,029,07,185,085,0 2 Q
420025050,1210037,0 As
253,27 cmAs
217,4min cmAs
28,1 cmAsrty
253,2731 cmAst
mkgMu 44,279142)(
1001 B
201 E
50,12D
DERECHOS RESERVADOS
115
079,050,1210025090,0
10044,2791
11'90,0
10022
DBCF
MuR
083,0079,07,185,085,0 2 Q
420025050,12100083,0 As
DERECHOS RESERVADOS
116
Vista Transversal del Tanque.
Detalle de las Fajas.
DERECHOS RESERVADOS