Memoria de Calculo Cisterna V2a

RICHARD A. MAQUERA CRUZ

ING. CIVIL - CIP 90225

PROYECTO : MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CONSTRUCCIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO DE 11 ASOCIACIONES DE VIVIENDA CONO NORTE - TACNA

OBRA : CONSTRUCCIÓN ESTACIÓN DE BOMBEO EPS-CALANAUBICACIÓN : DISTRITO: CALANA

PROVINCIA: TACNA DEPARTAMENTO: TACNA REGIÓN: TACNA

ELABORADO : ING. RICHARD ANTONIO MAQUERA CRUZFECHA : TACNA, SETIEMBRE 2007

1.00 GENERALIDADES

UBICACIÓN

TIPO

FORMA

ESPECIFICACIONESConcreto F'c : 210 Kg/cm2Acero Estructural grado 60 fy : 4200 Kg/cm2Aditivos de ImpermeabilizacionPeso especifico del terreno actuante ( y ) : 1900 Kg/m3ángulo de fricción interna ( φ ) : 35 grados

NORMASReglamento ACI 318-99Reglamento Nacional de EdificacionesNorma E-020 de CargasNorma E-030 de Diseño Sismo-resistenteNorma E-060 de Concreto Armado

2.00 PREDIMENSIONAMIENTO, ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CISTERNA Y CASETA

MEMORIA DE CALCULO

El diseño de la Cisterna se realizará teniendo en cuenta todas las fuerzas actuantes sobre el mismo, tales como la fuerza de gravedad y las fuerzas del relleno lateral.

El método empleado en el diseño será el de la rotura, es decir, suponiendo que los materiales de la estructura estan en su estado limite de resistencia o de rotura respecto a las cargas factoradas.

El diseño de la Estación de Bombeo se realizará utilizando el programa SAP 2000 modelando sus elementos en 3D tales como muros y losas macizas, columnas y vigas, del programa tambien se obtendra el acero de refuerzo requerido y luego se detallará su colocación siguiendo consideraciones constructivas.Antes de proceder al diseño de dichas partes se realizará el predimensionamiento y luego se efectuará el cálculo de las fuerzas de sismo, utilizando el método de las fuerzas estáticas equivalentes del Reglamento Peruano de Diseño Sismo Resistente.

El presente Proyecto consiste en el diseño de una Estación de Bombeo con una Cisterna apoyado en bases naturales, con una capacidad de almacenamiento de 310 m3.

La Estación de Bombeo del Proyecto estará ubicado dentro de las instalaciones de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de la EPS en el Distrito Calana, provincia y departamento de Tacna.

La Estación de Bombeo será del tipo apoyado, es decir. Toda su base estará apoyada directamente sobre el terreno. Según el material de fabricación, toda la construcción de la cisterna será de concreto armado simple.

Se ha seleccionado la forma cuadrada. Los muros adoptarán la forma de una placa rigida de concreto armado y el techo será una losa maciza.



PREDIMENSIONAMIENTODe acuerdo a la forma seleccionada anteriormente se tiene que : V = L*A*h

Donde: V = Volumen de la Cisterna = 310.00 m3L = Lado largo interno del cubo = 9.50 mA = Lado ancho interno del cubo = 6.50 mh = Altura del nivel de agua = 5.02 mH = Altura libre interno del cubo = 5.30 m

Considerando la altura de la cisterna y la carga lateral que lo afectara se asume :E = Espesor de los muros y losas macizas = 0.25 m

0.25 0.25

6.50 5.30

0.25 0.25

0.25 9.50 0.25 0.25 9.50 0.25

Cisterna Vista en Planta - Piso Cisterna Vista en Elevación - Altura

0.25

0.16.50

2.80

0.25 0.25

0.25 9.50 0.25 0.25 9.50 0.25

Vista en Planta Vista en Elevación Caseta de Bombeo

Por cuestiones constructivas las columnas y vigas de la caseta serán de :a = ancho de columnas : 0.25 mb = base de columnas : 0.25 m

hcb = altura de la caseta de bombeo : 2.80 me tch = espesor de techo de caseta : 0.00 m

hv = altura de viga > L/21 = 263/21 = 13cm: 0.25 m

Sobre la Losa de Techo se emplazará la Estación de Bombeo que albergará a 02 electrobombas de eje horizontal y sus correspondientes arbol de descarga, para lo cual se insertaran columnas y muros de ladrillo sobre los muros perimetrales de la cisterna, quedando dimensionado la caseta de bombeo según el area requerida de la siguiente manera:

Losa de Piso

Losa de Techo

Muros

Muros

Nivel de agua

Losa de TechoMuros

Muros

0.252.625 2.625

0.25 0.25

3.125

3.125

0.25

0.25

0.25

0.25 2.625 0.25 0.252.625



3.00 METRADO DE CARGAS

Cargas VerticalesCargas Muertas:Peso Propio losa de techo de cisterna: (1.00) (1.00) (0.25) (2400.00) = 600 Kg/m2Peso de Tabiqueria repartida: = 150 Kg/m2

Cargas Vivas:Sobre carga (por sala de maquinas): = 400 Kg/m2

Cargas HorizontalesEmpuje activo Lateral del relleno : (0.25) (1900.00) = 475 Kg/mEa Lateral (Kg/m) = Ca * y EaTotal (Kg) = Ca*y * H^2/2 * anchoCa = (1-sen φ)/(1+sen φ)



3.00 ANALISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Las Cargas metradas y las fuerzas actuantes se ingresarán al software SAP 2000

Se considerarán las combinaciones de carga establecidas en la norma de diseño para concreto armado.U = 1.5 CM + 1.8 CV +1.8 EDonde: CM : Carga Muerta

CV : Carga VivaE : Empuje Lateral

Cargas, Resultantes y Esfuerzos dados en Kg.Desplazamientos en cm.

MODELAMIENTO Y CONFIGURACION ESTRUCTURAL EN EL SOFTWARE

Todos los elementos y construcciones continuas se diseñarán en base a los efectos (fuerzas y momentos) que se determinen por medio del análisis suponiendo comportamiento elástico del material.



APLICACIÓN DE CARGAS Y FUERZAS ACTUANTES A LA ESTRUCTURA ( Kg/m )



RESULTADO DE REACCIONES EN LA ESTRUCTURA



DIAGRAMA DE FUERZAS DE CORTE ( Kg )



DIAGRAMA DE FUERZAS AXIALES ( Kg )



DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES ( Kg.m )



DIAGRAMA DE DESPLAZAMIENTOS ( cm )

Desplazamientos Laterales:Según norma no deben exceder de : δ = 0.005*hsiendo la altura de la caseta de h = 2.80m entonces δ = 0.005*280 = 1.40 cm

Según el reporte de desplazamientos XYZ del programa se tiene que :desplazamiento máximo en X : 0.029 cmdesplazamiento máximo en Y : 0.003 cm

Por lo tanto en ambas direcciones satisface las condiciones minimas requeridas.

Desplazamientos Verticales:Según norma no deben exceder de : δ = (1/500) * Lsiendo el largo de la caseta de L = 10.00 m entonces δ = (1/500)*1000 = 2.00 cm

Según el reporte de desplazamientos XYZ del programa se tiene que :desplazamiento máximo en Z : 1.72 cm

Por lo tanto satisface las condiciones minimas requeridas.

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