DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO SUPERFICIAL

1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO:Para estructuras retenedoras de líquidos, el ACI sugiere los recubrimientos mínimos siguientes:

Losas:Bajo condiciones secas:Varillas Nº11 y menores: 2.00 cm recubrimiento

Muros:Bajo condiciones secas:Varillas Nº11 y menores: 2.00 cm recubrimiento

2. METODO DE DISEÑO A LA ROTURA:Se usará las siguientes combinaciones de carga:

U = 1.4 D + 1.7 L +1. 7 F +1.7 HSiendo:D: Carga muerta L: Carga vivaF: Empuje hidrostáticoH: Reacción del suelo

Adicionalmente, las cargas amplificadas evaluadas a través de esta expresión, serán incrementadas por el coeficiente de durabilidad:

Refuerzo provisto por flexión 1.30 de coeficiente

3. IDEALIZACION ESTRUCTURALLos muros, el fondo y el techo del reservorio cuadrado son losas sometidas a cargas uniformemente distribuidas y a cargas triangulares.Las fuerzas internas se calcularán resolviendo los marcos obtenidos de cortes horizontales y verticales.

4. METRADO DE CARGAS: CORTE VERTICALSe obtiene un marco para el cálculo del refuerzo longitudinal en muros, losa de fondo y losa de techo.Ancho tributario 1.00 m

Losa Techo:Carga muerta = 2.40T/m3 x 0.10 m x 1.00 m Carga muerta = 0.24 T/mIncremento por durabilidad=1.30 x 0.24 T/mD=0.312 T/m1.4 D = 4.37 kg/cm

S/C = 0.20 T/m2Carga viva = 0.20 T/m2 x 1.00 m Carga viva = 0.20 T/m

Incremento por durabilidad=1.30 x 0.20 T/mL=0.260 T/m1.7 L= 4.42 kg/cm

Carga muerta + Carga viva = 0.44 T/m; largo del techo = 2.65 mPeso sobre techo = 1.166 T

Muros:La presión hidrostática tiene distribución trapezoidal: P = γ hPara γ=1.00 T/m3; h =1.90 m P = 1.90 T/m2 Empuje hidrostático = 1.90 T/m2 x 1.00 mEmpuje hidrostático = 1.90 T/mIncremento por durabilidad=1.30 x 1.90 T/mF=2.470 T/m1.7 F= 42.00 kg/cm

Peso muros = 2 x 2.40 T/m3 x 0.15 m x 1.90 m x 1.00 m Peso muros = 1.368 T

Losa Fondo:La losa de fondo o base esta sometida a la reacción del suelo proveniente del peso de los muros, del techo y la sobrecarga que este soporta:Peso sobre techo + Peso muros = 2.534 T; largo losa fondo = 3.20 mReacción del suelo = 2.534 T / 3.20 m = 0.792 T/mIncremento por durabilidad=1.30 x 0.792 T/mH = 1.030 T/m 1.7 h= 17.50 kg/cm

5. RESULTADO DEL ANALISIS ESTRUCTURAL: CORTE VERTICAL

Losa Techo:Mu = +0.443 T-m (centro luz)Mu = -0.328 T-m (extremos)

Muros:Mu = +0.277 T-m (abajo)Mu = -0.328 T-m (arriba)

Losa Fondo:Mu = +1.813 T-m (centro luz)Mu = +0.277 T-m (extremos)

Diseño en concreto

Losa Fondo (+):Φ 3/8 “ @ 0.15 m0.90Mn= 2.99 T-mMu = 1.813 T-mLuego; 0.90Mn > Mu

Muros (+):Φ 3/8 “ @ 0.30 m0.90Mn= 1.08 T-mMu = 0.277 T-mLuego; 0.90Mn > Mu

Muros (-):Φ 3/8 “ @ 0.25 m0.90Mn= 1.29 T-mMu = 0.328 T-mLuego; 0.90Mn > Mu

Losa Techo (+):Φ 3/8 “ @ 0.30 m0.90Mn= 0.55 T-mMu = 0.443 T-mLuego; 0.90Mn > Mu

6. METRADO DE CARGAS: CORTE HORIZONTALSe obtiene un marco para el cálculo del refuerzo transversal en muros.

Muros:Se resolverá el pórtico ubicado en la parte inferior de la distribución triangular de presiones.Se obtendrá una resultante entre h= 1.90 m y h=0.90 mPara h = 0.90 m y ancho=1.00 m P = 0.90 T/m Para h =1.90 m y ancho=1.00 m P = 1.90 T/m Reemplazando este trapecio de presiones por su resultante, se tiene:Empuje hidrostático = 1.40 T/mIncremento por durabilidad=1.30 x 1.40 T/mF=1.82 T/m1.7 F= 30.94 kg/cm

7. RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL: CORTE HORIZONTAL

Muros:Mu = - 0.905 T-m (centro luz)Mu = + 1.811 T-m (extremos)

Diseño en concreto

Muros (+):Φ 3/8 “ @ 0.15 m Refuerzo transversal 0.90Mn= 2.10 T-mMu = 1.811 T-mLuego; 0.90Mn > Mu

8. VERIFICANDO LA PRESION ADMISIBLE DEL SUELO

Peso Total del Reservorio, lleno:Losa Techo: 2.40 T/m3 x 0.10 m x 2.80 m x 2.80 m = 1.88 TS/C: 0.20 T/m2 x 2.80 m x 2.80 m = 1.57 TMuros: 4 x 2.40 T/m3 x 0.15 m x 1.90 m x 2.65 m = 7.25 TLosa Fondo: 2.40 T/m3 x 0.20 m x 3.20 m x 3.20 m = 4.92 TAgua: 1.00 T/m3 x 1.90 m x 2.50 m x 2.50 m = 11.88 T

__________ 27.50 T

Área: 3.20 m x 3.20 m = 10.24 m2

Presión sobre el suelo = 2.69 T/m2= 0.27 Kg/cm2

Del Estudio de suelos se tiene que:

Q adm > 0.27 kg/cm2…………………………….OK!