reservorios 8, 9, 11

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DISEO ESTRUCTURAL DE RESERVORIO, V 8.00

1 CRITERIOS DE DISEO*El tipo de reservorio a disear ser superfcialmente apoyado.

*Las paredes del reservorio estarn sometidas al esuerzo originado por la

*

*La Losa de ondo, se apoyar sobre solado de concreto, segn se indiue

*

*

*!e usar los siguientes datos para el diseo"

2 DATOS PREVIOS.

#c $ %&'.''(g)cm +esistencia especifcada a la compresin

#y $ %''.''(g)cm +esistencia especifcada a la -uencia del

/ c $ %.' 0n)m1 2eso especifco del concreto

/ a $ &.''0n)m1 2eso especifco del agua

adm $ '.3' (g)cm 4apacidad portante del suelo

3 PREDIMENSIONAMIENTO5 " 5olumen del reservorio $ 3.'' m6 su

7i " ltura del agua. $ &.' m su

8l " 8orde Libre $ '.1' m su

7z " ltura de 9apata $ '.%: m 4alc

7; " ltura del muro. $ &.

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B4CD!0+44FCD ?EL !F!0E@ ?E G 2C08LE, L4D0+FLL?C H 2LD0 ?E 0+0@FED0C ?E+E!F?LE! ED ?FE9 LC4LF??E! ?E L 2+C5FD4F ?E @+F!4L 44E+E! I +EGFCD ?E !D @

Datos Asum!os"= " 1.#0m ltura de salida de agua =s $ '.a " 0.30m 7 $ = a =s$ &.

70 $ 7 E losa $ &.

o$Cal%ulo !& ! "

3.'%

+emplazando los valores " ?i $ %.

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3,O:&.M:Sg $ %&' A &&P A &'' A t

?espeKando, obtenemos " t $ 1.t $ '.'' (g. T >uerza de compresion

>4 $ 3:3.31(g. T >uerza de 0raccion

D&sa--ollo !& la L/&a !& A--a/u& (Lo/tu! !& la %-%u/&-&/%aLc $ N . ?i 3.3 m.

P-&s/ 4o- m&t-o l/&al !& %-%u/&-&/%a !& a--a/u& &s P 52 )ml $ >c ) Lc 3:3.31 ) 3.3 $ &'&.%:

Esu&-6o a la %om4-&s/ !&l %o/%-&to P% "

2or seguridad "2c $ '.: A #c A b A $ para un anc=o b $ &''.''

7t $ espesor de la losa del tec=o

Fgualamos esta ecuacin al valor de la 2resin por metro lineal

'.: * %&'.'' * &''.'' * 7t $ &'&.%:

P-m&- &s4&so- " t 7 0.01 %m

5 ) ml $ 2 ) Lc $ 3:3.31 ) 3.3 $ &'&.%: (g)m

Esu&-6o 4&-msl& al %o-t& 4o- &l %o/%-&to Vu "

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5u $ '.: A Q U#c VR A b A 7t para un anc=o b$ &''.''

Fgualamos esta ecuacin al valor del cortante por metro lineal "

'.: *%&'.''V * &''.'' 7t $ &'&.%:

S&u/!o &s4&so- "t 7 0.1# %m

Asum&/!o u& &s u/a losa a4o9a!a Co/ :as !& o-!& (P&-m&t

7t $ Luz ) 1O

T&-%&- &s4&so- " t 7 0.08 %m

R&sum&/ !& &s4&so-&s Cal%ula!os"

2rimer espesor " 7t $ '.'& cm

!egundo espesor " 7t $ '.& cm

0ercer espesor " 7t $ '.'3 cm

Asummos t 7 ***

; VALORES DEL PREDIMENSIONAMIENTO

'.': 1.'' '.':

'.&'' '.&'

'.1'

&.

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'.:' *** '.%:

'.%'' '.&: %.

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H W%

W&

t

@

t

& &

Cal%ulo !& Mo " @o $ @& @%4uando" ' X Y X N)%

t.r.da

t r.senQYIaR

Y r

a@o

da

Z

a $ [

@o $ t.r .da . r . senQY I aR

a $ '

@o $ I t A r Q& I cosY R

Cal%ulo !& M1 "4uando" ' X Y X N)%

=

= + +

=

r

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@& $ & * Q& I cosYR

&Ir.cosY

&

@&

r

Y

Cal%ulo !& M2 " 4uando" ' X Y X N)%@% $ &

&

@%

plicando las ecuaciones de condicin del @\todo de las >uerzas, tenem

]&' ]&& W& ]&% W% $ '

^%' ^%& W& ^%% W% $ '

2ara " ' X Y XN)% , ds $ r * dY

I t.r _ Q1N3R ) ` r6 _ Q1N3R)` W& r _ QN%R)` W% $

I t.r6 _ QN %R ) %` r _ QN%R)%` W& r _ QN ) %` W% $

+esolviendo se tiene ue "

W& $ t . r T W% $ '.''

W& $ '.M13 A &.

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a.2. Cua/!o &l t&--&/o a%tua solam&/t& &/ u/a -a/>a !& las 4a-&

nalisis por el metodo de las uerzas.

H W&

2

t t

1'

$

@

t

2 &

t

1'

@o @&

4lculo de 2 2 I t . r sen^ $ '

despeKand1'

2 $ t .r ) %

C?l%ulo !& Mo , M1

4uando ' X X N)1 @o $ Q t. r ) % R Q & I 4osY R

@& $ &$

4uando ' X X N)O @o $ 2. r Q & I !enYR I t r Qsen1' I sen

@o $ t. r ) % Q&IsenYR I t. r _ & I cosQ

plicando las condiciones"

^&' ^&&.W& $ ' T Entonces " W& $ ^&'

^&' $ @o . @ . ds

EF

desarrollando la ecuacin, obtenemos lo siguiente"

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^&' $ t . r6 N ) &% ^&& $ r N ) %

4on estos valores =allamos el valor de W& "

W& $ I t . r )O

@omentos -ectores "

@ $ @o . @& . W& $ t . r)% Q& I cosYR I t . r)O

C?l%ulo !&l Valo- !& t "

!egn datos del Estudio de !uelos, tenemos ue "

2eso especifco del suelo ]s $ &.O'0n)m6

ngulo de riccin interna Y $ &'.:

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(a $ &.M

si tenemos ue "

t $ '.::0n)m

plicando el actor de carga util "

t u $ &.

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4alculo de Esuerzos cortantes.

4uando ' X X N)1 $ Q&)rR * d@)dY $ tu . r senY )%

4uando ' X X N)O @u $ tu. r _IcosY)% senQ1' I YR`

Y Y

'.'' '.''''' '.'' '.'''''

&'.'' '.&%%%& :.'' I'.&'O%

%'.'' '.%'

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'.'3 &''.'' &%.:% '.'''& '.&< %.:' '.''%'

Y a usar ?isposicin

1)3 Y 1)3 '.%31 m 4alculado358 @ 358 0.2'+ m sumido oB

A%&-o V&-t%al!e =allar con el momento de volteo Q@vR

2 $ t . = ) % $ '.%1:

@v $ 2. = )1 $ '.'1M

@vu $ &.< * @v $ '.'OO

'.:' m

2

=)1$ '.&y %&'' (g)cm

s min $ '.''% * '.1O m. * '.&: m $ &.'3cm

!eparacin ! maA $ &.: . e $ '.%%: m

2or esuerzo de traccin, tenemos ue "

0Q(gR s QcmR s QusarR Y 0otal cm ?isposici

& %

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% :1.O' '.%&O &.'3 1)3## 1.:O @ 358 '.%%: m1 O1:.' '.1'% &.'3 1)3## 1.:O @ 358 '.%%: m 3&O.3 '.13M &.'3 1)3## 1.:O @ 358 '.%%: m

: MM

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&.' m

2eso 0otal $ ]a * 7 * * + $ M.% 0on.

4arga unitaria por unidad de longitud $ $ 7 * ]a ) Longitud del circ

4arga unitaria por unidad de longitud $ '.&

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y $ %'' Sg ) cm T -uencia del acero

r $ cm T recubrimiento

d $ &:.:1 cm T e I recub. I Y reuerzo ) %

$ '.3: T 4onstante[ $ '.M' T 4onstante

p min $ '.''% T 4uantia @inima

Y $ 1)3 ## T cero de predimensionamiento

@au $ &.

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2eso de zapata " 1.'O 0on.

&&.: 0on.

Longuitud 4ircular " L " 3.3' m

2eso por metro lineal " &.1& 0on)ml

!egn el estudio de !uelos indica ue " u $ '.3' (g)cm

nc=o de zapata corrida QbR b $ 2eso por metro lineal ) u

b $ &.1& ) 3.'' $ '.&O m

2ara eectos de construccin asumiremos"

b $ 0.++ m , permitiendonos una reaccin neta de "jn $ 2eso por metro lineal ) b

jn $ &.1& ) '.::

jn $ '.%1M (g)cm

!e aprecia ue la reaccin neta u, CS Q4umpleR

La presin neta de diseo o rotura" jnd $ ]s * 2eso por metro lineal )

jnd $ ]s * jn

jnd $ &.O0n)m6 *'.%1M $ 1.3%0on)m

'.%'' m '.&: m '.%'' m

5u $ 1.3% * Q %' I d R )

d b $ &''cm.

4ortante asumido por el c

5c $ Y '.: # c ,

= d Uc $ %&

Y $ '.

b $ '.:: +emplazando, tenemos"5c $ O&.

Fgualando a la primera ec

d $ '.'

jnd $ 1.3%0on)m recubrimiento " r $

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@omento actuante en la seccin crhtica Qcara del muroR " J@J

@ $ 1.3%0on)m *'.%' )% $ '.'

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#c $ %&' Sg ) cm T resistencia al concreto

y $ %'' Sg ) cm T -uencia del acero

r $ % cm T recubrimiento

d $

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Ds4os%/ /al !& a%&-o "1 3/8'', @ 0.25 m

1 3/8'', @ 0.25 m

1 3/8'', @ 0.225 m

1 3/8'', @ 0.275 m

1 3/8'', @ 0.225 m

1 3/8'', @ 0.225 m

1 3/8'', @ 0.275 m

1 3/8'', @ 0.225 m 1 3/8'', @ 0.225 m

1 3/8'', @ 0.225 m

.

.

.

.

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1 3/8'', @ 0.3 m o cada 12 en circulo 1 3/8'', @ 0.25 m

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mJ

presin d

en los pla

el concret

cero

ido

ido

ido

lado

lado

lado

lado

ladolado

lado

lado

ido

! G!+0FDJ

a ue se

muros e

interior se

orio.

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! G!+0FDJ

' m.

' m.

' m.

&.%' m

'.'' (g.

&.3' m.

'.&3 (g.

tiene ue

elementoagua * =

elemental

'P a &:P

Hi

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72/138

! G!+0FDJ

!&s%-ta)

l"(g)ml

cm

" 2 )ml

l

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73/138

! G!+0FDJ

cm

5 )ml

-al).

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74/138

! G!+0FDJ

&!&s !&l

&!&s !&l

etida a la

ometido a

etida a laa Kunta de

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75/138

! G!+0FDJ

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76/138

! G!+0FDJ

s"

'.''

'.''

t . r

condicin

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77/138

! G!+0FDJ

!&s !&l -

R I t r

' I YR `

^&&

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78/138

! G!+0FDJ

rio de unaad.

$ 0ang Q

s)c, siend

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79/138

! G!+0FDJ

I YR`

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80/138

! G!+0FDJ

-6os %al%

s diseo

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81/138

! G!+0FDJ

%.:'

0on.

0onIm

0onIm

s diseo

%.:'3

raccin.

o/!o 9

riginandos debern

a creidonterradoR,dad en elstructuras

om na osresistirhanla presin

s marcos

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! G!+0FDJ

la resisten

rtida

, tenemos

a ue eliseo del

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! G!+0FDJ

su&-6os

s diseo

%.:'

. W6

&.:'

'.:O1

'.&Oondo. $ '.%' m 4alc

?i " ?iametro interior del +eservorio $ %.3' m 4alct " Espesor de @uro $ '.&: m 4alc

?e " ?iametro eAterior del +eservorio $ 1.&' m 4alc

z " 0alon de 9apata $ '.%' m 4alc

b " 5olado losa de 0ec=o $ '.': m su


El tec=o ser una losa de concreto armado, su orma ser 2lana, la mis

apoyar sobre el @uro perimetral.

!e disear una zapata corrida ue soportar el peso de los

indirectamente el peso del tec=o y sobrecarga consideradas.

su lado de este reservorio, se construir una caKa de control, en su

ubicarn los accesorios de control de entrada, salida y limpieza del reser

b

Ht

b De

t

t

Ho

Df

Hi

De

Bl

t

Hz

Hw

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Datos Asum!os"= " 1.80m ltura de salida de agua =s $ '.a " 0.30m 7 $ = a =s$ %.

70 $ 7 E losa $ %.

o$Cal%ulo !& ! "

&&.'3

+emplazando los valores " ?i $ %.

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&&,'31.:Sg $ %&' A &&P A &'' A t

?espeKando, obtenemos " t $ .3' cmsamos" t $ ***Luego" ?e $ ?i % . t $ 3.10 %m

+ CALCULO DEL ESPESOR DE LA LOSA DE TECO (t).

M&t-a!o !& Ca-as " 2eso propio $ &''.'' (g)m!obre carga $ :'.'' (g)m

0C0L $ &:'.'' (g)m

rea de la cpula Q p * di ) R $ O.&O m%

2eso &:'.'' (g)m * O.&O m $ M%1.O1 (g.

+emplazando en las ormulas, tenemos "

>t $ '.'' (g. T >uerza de compresion

>4 $ M%1.O1(g. T >uerza de 0raccion

D&sa--ollo !& la L/&a !& A--a/u& (Lo/tu! !& la %-%u/&-&/%aLc $ N . ?i 3.3' m.

P-&s/ 4o- m&t-o l/&al !& %-%u/&-&/%a !& a--a/u& &s P 52 )ml $ >c ) Lc M%1.O1 ) 3.3' $ &':.''

Esu&-6o a la %om4-&s/ !&l %o/%-&to P% "

2or seguridad "2c $ '.: A #c A b A $ para un anc=o b $ &''.''

7t $ espesor de la losa del tec=o

Fgualamos esta ecuacin al valor de la 2resin por metro lineal

'.: * %&'.'' * &''.'' * 7t $ &':.''

P-m&- &s4&so- " t 7 0.01 %m

5 ) ml $ 2 ) Lc $ M%1.O1 ) 3.3' $ &':.'' (g)m

Esu&-6o 4&-msl& al %o-t& 4o- &l %o/%-&to Vu "

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5u $ '.: A Q U#c VR A b A 7t para un anc=o b$ &''.''

Fgualamos esta ecuacin al valor del cortante por metro lineal "

'.: *%&'.''V * &''.'' 7t $ &':.''

S&u/!o &s4&so- "t 7 0.1# %m

Asum&/!o u& &s u/a losa a4o9a!a Co/ :as !& o-!& (P&-m&t

7t $ Luz ) 1O

T&-%&- &s4&so- " t 7 0.08 %m

R&sum&/ !& &s4&so-&s Cal%ula!os"

2rimer espesor " 7t $ '.'& cm

!egundo espesor " 7t $ '.& cm

0ercer espesor " 7t $ '.'3 cm

Asummos t 7 ***

; VALORES DEL PREDIMENSIONAMIENTO

'.': 1.&' '.':

'.&:' '.&:

'.1'

%.&'

&.3'

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'.:' *** '.%:

'.%'' '.&: %.3' '.&: '.%''

9apata perimet 9# $ '.::

7z $ '.%:

?iametro 2romedio QEKe de @uroR ?c $ %.M:m

?iametro eAterior con 9apata perim ?z $ 1.:'m

' METRADO DEL RESERVORIO.

Losa de tec=o $ %.%% 0on.

5iga 2erimetral $ '.'O< 0on.

@uros o pedestales laterales $ 3.'& 0on.

2eso de zapata corrida $ 1.'O 0on.

2eso de Losa de ondo $ %.MO 0on.

2eso del agua $ &%.M1 0on.

2eso 0otal a considerar " $ %M.% 0on.

8 DISEO < CALCULOS

4onsiderando lo siguiente "

a.I

b.I

8.01Cua/!o &l R&s&-:o-o &sta Va%=o " A%%/ !&l su&lo &/ las 4a-

a.1.Cua/!o &l t&--&/o a%tua %om4l&tam&/t& al-&!&!o- !& las 4a


4uando el reservorio esta 5acio, la estructura se encuentra som

accin del suelo, produciendo un empuKe lateralT como un anillo s

una carga uniorme, repartida en su perimetro.

4uando el reservorio esta Lleno, la estructura se encuentra somaccin del agua, comportandose como un portico invertido siendo l

=

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H W%

W&

t

@

t

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Cal%ulo !& Mo " @o $ @& @%4uando" ' X Y X N)%

t.r.da

t r.senQYIaR

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@o $ t.r .da . r . senQY I aR

a $ '

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Cal%ulo !& M1 "4uando" ' X Y X N)%

=

= + +

=

r

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@& $ & * Q& I cosYR

&Ir.cosY

&

@&

r

Y

Cal%ulo !& M2 " 4uando" ' X Y X N)%@% $ &

&

@%

plicando las ecuaciones de condicin del @\todo de las >uerzas, tenem

]&' ]&& W& ]&% W% $ '

^%' ^%& W& ^%% W% $ '

2ara " ' X Y XN)% , ds $ r * dY

I t.r _ Q1N3R ) ` r6 _ Q1N3R)` W& r _ QN%R)` W% $

I t.r6 _ QN %R ) %` r _ QN%R)%` W& r _ QN ) %` W% $

+esolviendo se tiene ue "

W& $ t . r T W% $ '.''

W& $ '.M13 A &.

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100/138


a.2. Cua/!o &l t&--&/o a%tua solam&/t& &/ u/a -a/>a !& las 4a-&


H W&

2

t t

1'

$

@

t

2 &

t

1'

@o @&

4lculo de 2 2 I t . r sen^ $ '

despeKand1'

2 $ t .r ) %

C?l%ulo !& Mo , M1

4uando ' X X N)1 @o $ Q t. r ) % R Q & I 4osY R

@& $ &$

4uando ' X X N)O @o $ 2. r Q & I !enYR I t r Qsen1' I sen

@o $ t. r ) % Q&IsenYR I t. r _ & I cosQ

plicando las condiciones"

^&' ^&&.W& $ ' T Entonces " W& $ ^&'

^&' $ @o . @ . ds

EF

desarrollando la ecuacin, obtenemos lo siguiente"

7/26/2019 Reservorios 8, 9, 11

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^&' $ t . r6 N ) &% ^&& $ r N ) %

4on estos valores =allamos el valor de W& "

W& $ I t . r )O

@omentos -ectores "

@ $ @o . @& . W& $ t . r)% Q& I cosYR I t . r)O

C?l%ulo !&l Valo- !& t "

!egn datos del Estudio de !uelos, tenemos ue "

2eso especifco del suelo ]s $ &.O'0n)m6

ngulo de riccin interna Y $ &'.:

7/26/2019 Reservorios 8, 9, 11

102/138


(a $ &.M

si tenemos ue "

t $ '.::0n)m

plicando el actor de carga util "

t u $ &.

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103/138


4alculo de Esuerzos cortantes.

4uando ' X X N)1 $ Q&)rR * d@)dY $ tu . r senY )%

4uando ' X X N)O @u $ tu. r _IcosY)% senQ1' I YR`

Y Y

'.'' '.''''' '.'' '.'''''

&'.'' '.&%O%M :.'' I'.&'M

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104/138


'.'3 &''.'' &%.:% '.'''% '.&3 %.:' '.''%'

Y a usar ?isposicin

1)3 Y 1)3 '.%31 m 4alculado358 @ 358 0.2'+ m sumido oB

A%&-o V&-t%al!e =allar con el momento de volteo Q@vR

2 $ t . = ) % $ '.%1:

@v $ 2. = )1 $ '.'1M

@vu $ &.< * @v $ '.'OO

'.:' m

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