MEMORIADECLCULOESTRUCTURALRESERVORIO220M3(T1)PROYECTO:INSTALACIONDELSISTEMADEAGUAPOTABLEYSANEAMIENTOBASICOENLOSC.P.YSECTORRURALDECARATA,LLACHAHUI,JOCHISANFRANCISCO,ANGELCARATAYARROYO,QUEATTA,POJSIN,PUTUCUNI,CANDILE,CHINCHE,LLUCOMDYCOATASI,DISTRITODECOATAPUNOPUNO".

CONTENIDOI. GENERALIDADES................................................................................................................5

1.1.NORMASEMPLEADAS.......................................................................................................51.2.ESPECIFICACIONESMATERIALESEMPLEADOS...............................................................6

1.2.1. CONCRETO:.........................................................................................................61.2.2. CEMENTO:..........................................................................................................61.2.3. ACEROCORRUGADO(ASTMA605):...................................................................61.2.4. ALBAILERIA:......................................................................................................61.2.5. RECUBRIMIENTOSMNIMOS(r):........................................................................7

1.3.CARACTERISTICASDELTERRENOYCONSIDERACIONESENLACIMENTACION..................71.3.1. CIMENTACIONSUPERFICIAL:..............................................................................7

II. IDENTIFICACION................................................................................................................82.1.ESTRUCTURACION.............................................................................................................8

2.1.1. RESEADELSISTEMAESTRUTURALPROPUESTO:.............................................82.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO:.................................................................................8

2.2.INTERPRETACIONESTRUCTURAL....................................................................................132.3.ARQUITECTURAYCONFIGURACIONGEOMETRICA.........................................................14

III. ESTADOSDECARGASYCOMBINACIONESDECARGAS.....................................................153.1.ESPECTRODEDISEO......................................................................................................153.2.ESTADOSDECARGAS.......................................................................................................163.3.COMBINACIONESDECARGAS.........................................................................................17

IV. ANALISISSISMICOS..........................................................................................................174.1.ANALISISESTATICO..........................................................................................................174.2.ANALISISDINAMICO........................................................................................................19

V. VERIFICACIONDEDERIVASYCORTANTES........................................................................21VI. DISEODECOMPONENTESDECA................................................................................22

5.1.DISEODECUPULA,MUROSYLOSADEFONDO.............................................................22VII.ANEXO.............................................................................................................................35

INDICEDETABLASTablaN1:Volumendelreservoriodelproyecto...............................................................9TablaN2:DimensionesdelreservorioT1......................................................................10TablaN3:DimensionesdelacpuladelreservorioT1..................................................11TablaN4:DimensionesdelaVigadeapoyodelreservorioT1......................................12TablaN5:Parmetrosssmicosdelazonadelproyecto.................................................15TablaN6:Distribucindelasfuerzas..............................................................................19TablaN7:Derivasporsismo............................................................................................21TablaN8:Cortantedinmico...........................................................................................21TablaN9:Cortanteesttico.............................................................................................21TablaN10:EsfuerzosmeridionalNyparalelaNq........................................................22TablaN11:Datosdelacpula.........................................................................................24TablaN12:Refuerzoradialdelacpula..........................................................................24TablaN13:Refuerzotangencialdelacpula..................................................................25TablaN14:Datosdelazonadeensanchedelacpula..................................................26TablaN15:Datosdelavigasuperior...............................................................................28TablaN16:Refuerzoportorsinycortedelavigasuperior..........................................28TablaN17:Refuerzolongitudinaldelavigasuperior.....................................................29TablaN18:Refuerzoanularenambascarasdelmuro...................................................30TablaN19:Refuerzoporflexin(vertical)encarainteriordelmuro.............................31TablaN20:Caractersticasdelmaterialysueloparalosadefondo...............................32TablaN21:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.......................................33TablaN22:Refuerzoradialytangencialdelalosadefondo.........................................33TablaN23:Dimensinyverificacindeesfuerzosenlazapatacontinua......................34TablaN24:RefuerzoLongitudinalytransversaldelazapatacontinua..........................35

INDICEDEFIGURASFiguraN1:AlturadelreservorioT1................................................................................10FiguraN2:DimetrodelreservorioT1...........................................................................11FiguraN3:DimensionesdelacimentacincorridadelreservorioT1...........................12FiguraN4:EstructuracinfinaldelreservorioT1..........................................................12FiguraN5:ModelodelfinaldelreservorioT1...............................................................13FiguraN6:ReservoriodelazonaaltaT1........................................................................14FiguraN7:Espectrodediseoparaelreservorio...........................................................15FiguraN8:Cargasenelreservorio..................................................................................16FiguraN9:Fuerzasconvectivas,impulsivasypresindelaguaenelreservorio............16FiguraN10:Combinacindecargasdediseo...............................................................17FiguraN11:Modelohidrodinmicodelreservorio.........................................................18FiguraN12:Presinhidrostticadelreservorio..............................................................18FiguraN13:Distribucindefuerzasporsismoenelreservorio.....................................19FiguraN14:Distribucindefuerzasporsismoenelreservorio.....................................20FiguraN15:Fuerzadetraccinradialcpula..................................................................23FiguraN16:Fuerzaverticalyhorizontalvigasuperior....................................................27FiguraN17:Tensinymomentoverticaldelmuro.........................................................29FiguraN18:DiagramadeTensinenelmuro.................................................................30FiguraN19:DiagramadeMomentoenelmuro.............................................................30FiguraN20:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.......................................32FiguraN21:Refuerzoradialytangencialdelazapataylosadefondo..........................35

I. GENERALIDADES.LapresentememoriacorrespondealanlisisssmicoycalculoestructuraldelproyectoINSTALACIONDELSISTEMADEAGUAPOTABLEYSANEAMIENTOBASICOENLOSC.P.YSECTOR RURALDE CARATA, LLACHAHUI, JOCHI SAN FRANCISCO, ANGEL CARATA YARROYO, QUEATTA, POJSIN, PUTUCUNI, CANDILE, CHINCHE, LLUCO MD Y COATASI,DISTRITODECOATAPUNOPUNO".,paralamunicipalidaddistritaldeCoata.LaestructuraesdesaneamientodeprimeracategoraconubicacinenlalocalidaddeCoata, provincia de Puno y departamento de Puno y consta segn solicitud de unreservorioparaaguapotable,conmurocircular,techodecpulaesfrica,anilloconvigarectangularyconlosadefondo.ElterrenodefundacinsegnelestudiodemecnicadesuelossecaracterizaporserunsueloBlando,conperiodofundamentaldevibracinylaamplificacinssmicadelsuelomoderado.ElsistemaconstructivoempleadoesunSISTEMADEMUROYCUPULAREFORZADOS,entodossusbloques.

1.1. NORMASEMPLEADAS.Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales eInternacionalesdescritosacontinuacin. ReglamentoNacionalde Edificaciones (Per) Normas Tcnicasde Edificacin

(N.T.E.): NTEE.020"CARGAS NTEE.030"DISEOSISMORRESISTENTE NTEE.050"SUELOSYCIMENTACIONES NTEE.060"CONCRETOARMADO NTEE.070"ALBAILERIA A.C.I.3182009(AmericanConcreteInstitute)BuildingCodeRequirementsfor

StructuralConcreteSeentiendeque todos losReglamentosyNormasestnenvigenciay/osonde laltimaedicin.

1.2. ESPECIFICACIONESMATERIALESEMPLEADOS.1.2.1. CONCRETO:

Resistencia:fc=210Kg/cm2(sobrecimientosarmados,cpulaesfricayestructurastipovivienda).fc=280Kg/cm2parareservorio(cuba,vigas,losadefondoyzapata).

MdulodeElasticidad(E) :15000xfc0.5. MdulodePoisson(u) :0.20. PesoEspecfico:

(C)=2300Kg/m3(concretosimple).(C)=2400Kg/m3(concretoarmado).

1.2.2. CEMENTO: Para estructuras en contacto con agua potable y aguas subterrneas

blandossedeberusarcemento :TIPOITIPOIP. Para estructuras en contacto con sulfato y elementos agresivos se

deberusarcemento :TIPOV.

1.2.3. ACEROCORRUGADO(ASTMA605): Resistenciaalafluencia(fy) :4,200Kg/cm2(G60): MdulodeelasticidaddelaceroE:2100,000Kg/cm2. CoeficientedePoisson"u" :0.30 PesoEspecfico:

(s)=7849Kg/m3(aceroG60).

1.2.4. ALBAILERIA: ResistenciaCaracterstica :fm=65Kg/cm UnidaddeAlbailera :TipoIVde(9x13x24cm) Mortero :1:5(Cemento:Arena) Juntas(H,V) :1.5cm CoeficientedePoisson"u" :0.25

1.2.5. RECUBRIMIENTOSMNIMOS(r):Considerando que todas las estructuras a utilizar en el proyecto son nopresforzadas.Concretocolocadocontraelsueloyexpuestopermanenteael: Cimientos,zapatas,vigasdecimentacin :7.00cmConcretonoexpuestoalaintemperieniencontactoconelsuelo: Losas,murosyviguetasbarrasde13/8ymenores :2.00cm ColumnasyVigas :4.00cm Cascarasconacero5/8ymenores :1.50cmConcretoencontactoalaintemperie Placas,Muros(Cisternas,Tanques) :4.00cmAlbaileraconfinada Conmurostarrajeados :2.00cm Conmuroscaravista :3.00cmMurosdeconcretoreforzadonoexpuestosalsuelo Elementosdeborde(confinamiento) :2.5cm

1.3. CARACTERISTICASDELTERRENOYCONSIDERACIONESENLACIMENTACION.Segnelestudiodemecnicadesuelosconfinesdecimentacinenelproyectoseobtuvolossiguientesdatos:

1.3.1. CIMENTACIONSUPERFICIAL:

Lacimentacinpropuestasecaracterizaporserdetipocontinuodeanchoconstante siguiente al eje de apoyo delmuro estructural del reservorio,dondesereportalossiguientesparmetrosdelsuelodefundacin: Capacidadportante(s) :1.08Kg/cm2. CoeficientedebalastroC1 :2.29Kg/cm3 Desplantedecimiento(Df) :1.20m Lascondicionesgeotcnicasdelsuelopresentalossiguientes:

Caractersticasdelsuelo :Blando

Tipodesuelo :S3Factordeamplificacindelsuelo(S) :1.4Periododelsueloparadefinirlaplataformadelespectro,TP:1sPeriodo del suelo para definir el inicio de la zona del espectro condesplazamientoconstante,TL:1.6s.

II. IDENTIFICACION.2.1. ESTRUCTURACION.

2.1.1. RESEADELSISTEMAESTRUTURALPROPUESTO:

El sistema estructural, propuesto en general est conformadoprincipalmenteporundemurosestructuralesylosasmembrana.

Elobjetivodeadoptartodoestesistemaestructuralesgarantizarladotacindelaguaparalaspersonassininterrupcindespusqueocurraunsismo,ascomo optimizar costos en la inversin y utilizar la circulacin hidrulica amenor resistencia en las paredes circulares para una mejor mezcla y ladesinfeccindelaguaenelreservorio.

2.1.2. PREDIMENSIONAMIENTO:

Elpredimensionamientodeestaestructuraes realizadoporelespecialistaencargado,loscualeshansidodesarrolladosensucaptulocorrespondiente.Almismodndole interpretacinelpredimencionamiento sedesarrollenbasealvolumendeaguaaalmacenar,considerandounaholguradeespaciolibresobreelniveldelaguaareservoriollenodenominadobordelibre.

LoscriteriosasumidosparaelpredimensionamientosonconfinesacumplirelRNEE.060comoestructurafinal.

TablaN1:Volumendelreservoriodelproyecto.

A partir del volumen de la estructuras se empieza dar las medidas delcomponente, como la altura, espesor demuro, espesor de cimentacin,alturadelacpula,espesordelacpula,etc.

4.- ZONA: Centros poblados de Carata, Llachahui, Jochis San Francisco, Angel, Arroyo y Sectores rurales.2.- DISTRITO: Coata3.- PROVINCIA: Puno

A.- NUMERO DE FAMILIAS (Nf) SEGN CONTEO EN SITIO 1520 familias

B.- HABITANTES POR FAMILIA (Cf) PROMEDIO SEGN CONTEO 4 Hab.

C.- POBLACION ACTUAL (Pa) 6080 Hab.

C.1. POBLACION ESTUDIANTIL (Pe) 494 Estud.

C.2. LOCALES COMUNALES TIPO OFICINA (Lc) 1134 m2

C.3. LOCAL DE SALUD (Ls) 4 Consultorios

C.4. LOCAL COMEDOR POPULAR (Lr); Area < 40m2 1 Und.

D.- TASA DE CRECIMIENTO en % (r) SEGN CENSO 1993 Y 2007 1.231

E.- PERIODO DE DISEO en AOS (t) 20.00

F.- POBLACION FUTURA HABITANTES (Pf)Pf = Po ( 1+ r x t/100 ) 7577 Hab.

F.1. POBLACION FUTURA ESTUDIANTIL (Pfe) 614 Estud.F.2. LOCALES COMUNALES FUTURO TIPO OFICINA (Lfc) 1413 m2

F.3. CENTRO DE SALUD FUTURO (Lfs) 5 ConsultoriosF.4. LOCAL COMEDOR POPULAR FUTURO (Lfr); Area < 40m2 2 Und.

G.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL Qp (LT/SEG) 8.29H.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)

Qmd = K1 * Qm 10.77I.- CAUDAL DE LAS FUENTES (LT/SEG) Aforo de agua subterranea 11.00 Ok

J.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)Qmh = K2 * Qm 16.571

K.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)Volumen acumulado 175.62Prdidas fsicas 20 a 25% de la produccion, segn Guia MEF. Pg 38. (PF) 20Q produccin = demanda de consumo / ( 1 - %PF/100) Segn gua MEF Pg 38. 219.52

VOLUMEN A UTILIZAR 220.00

1.- NOMBRE DEL PROYECTO: "INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LOS C.P. Y SECTOR RURALDE CARATA, LLACHAHUI, JOCHI SAN FRANCISCO, ANGEL CARATA Y ARROYO, QUEATTA, POJSIN, PUTUCUNI, CANDILE, CHINCHE, LLUCO MD Y COATASI, DISTRITO DE COATA-PUNO-PUNO".

TablaN

FiguraN

Altura

Bordo

Altura

Diame

Espes

Espes

Capac

Peso e

Peso e

Radio

Sobrec

f'c

fy

Radio

2:Dimension

1:Alturadel

del tanque

libre

del lquido e

tro interior d

or del muro

or de la los

cidad del tan

especifico d

especifico d

de la cupul

carga de la

de diseo

esdelreservo

reservorioT

en reserv or

del reserv o

o minimo

sa fondo

nque

del agua

del concreto

la

cupula

orioT1.

1.

rio

orio

o

H =

Hl =

Dir =

tr =

tl =

V =

Rc =

s/c =

Rd =

4

0.

3.

9

0

0

1,000

2,400

5

100

210

4,200

4

4.15 m

.695 m

.458 m

9.00 m

0.20 m

0.50 m

220 m3

0.00 kg/m3

0.00 kg/m3

5.10 m

0.00 kg/m2

0.00 kg/cm

0.00 kg/cm

4.60 m

3

3

2

m2

m2

FiguraN2:DimetrodelreservorioT1.

TablaN3:DimensionesdelacpuladelreservorioT1.

0.6 m

1.20 m

0.1 m

0.2

Dir = 9.000.1 m

0.5PLANTA

Datos generales de Diseo :Apoyo : Viga perimetral de arriostre Por Geometria sabemos que :Base : Diam. Tanque 9.20 m Area de cupula Ac = 2 p x R x f

Cuerda c = 4.60 m Volumen de cupula Vc = Ac x tEspesor t = 0.075 m (asumido) Peso de cupula W = Vc x gCAConcreto Estructural : f` c = 210.00 kg/cmAcero Grado 60 : fy = 4200.00 kg/cm P.Concreto Armado : gCA = 2400.00 kg/m

Predimensionado :Definimos : Radio " R " y altura de cupula " f "

Si : R = b + ( R - f )

Asumimos : f = 0.1

R = D/8*(4f/D+D/f) y f /D= 0.201

4.60 m R = 6.6439 mf = 1.8500 m

d = 43.8174

Definimos la caracteristicas geometricas de la Cupula en funcion a la cuerda " c "

Por Pitagoras

ademas se conoce que : 1/10 < f/D < 1/2

Obtendremos que :

Como se conoce que c =

TablaN

FiguraN

FiguraN

1.- Datos 4:Dimension

3:Dimension

0.80 m

0.40 m

4:Estructura

del Diseo :

F = N

esdelaVigad

nesdelacime

0.

0.0.15 m

acinfinaldel

Asumimos l

= 4N = 161

deapoyodel

entacincorri

.20 m

.60 m 0.2

reservorioT

os valores de b

43.829.42 kg

= 4349'2

reservorioT1

dadelreservo

0.125 5 m

1.

, h y r :

.67" sexagesim.

1.

orioT1.

m

b =h =r =

f c =fy =

0.20 m

35.00 cm35.00 cm4.00 cm

210.00 kg4200.00 kg

m

m m m g/cmg/cm

22.2. INTElsiporalaAsim

con

FiguraN

TERPRETA

stemaestrmurosdeccimentaci

mismolaestrespectoa

5:Modelode

ACIONESucturalplanconcretoarmnconformatructuraeslacimentac

elfinaldelres

STRUCTU

nteadoparmadoconaadaporlosasimtricaecin.

servorioT1.

URAL.aesteproyaceroendoadecimentensugeom

yecto,secaoblecapayacin.etraalrede

aracterizapestaasuve

edordeleje

principalmen

ezconectad

ezdelaaltu

ntedos

ura

2.3. AFiguraN

RQUITECTU

N6:Reservoriode

URAYCONFIelazonaaltaT1.

IGURACIONGEOMETRICCA.

DESCRIPCIAlturadecpula(fAlturadelaviga(hBasedelaviga(bv)Radiointerno(Ri)RadiodelacpulaAngulodelacpulaNiveldeterrenonaNivelsuperiordevNivelsuperiordecBordelibre(BL)Alturadeagua(HL)AlturadecimentacDesplantedezapat

ION UNI) mv) m) m

m(Rv) ma() Sexagatural(NTN) msviga(NSV) mscpula(NSC) ms

m) mcin(Az) mtaDf m

IDAD CANTIDADm 1.85m 0.35m 0.35m 4.5m 6.64gesinal 4349'2.67snm 3,910.70snm 3914.85snm 3916.7m 0.342m 3.458m 0.6m 1.2

D

7"

III. 3

ESTAD

3.1. ESPDealoss

T

Figur

DOSDEPECTRODacuerdoalasiguienteseLosparm

TablaN5:PaZona=Z=Categora=I=Suelo=S=Tp=Rwi=Rwc=

raN7:Espec

CARGA

DEDISEasNormasNespectrosdemetrosdelE

rmetrosssm20.3A 1.25S31.20.6 s2.751

ctrodediseo

ASYCOMO.NTE.E.030ediseo.E.030sonlo

micosdelazonPuno

Tanquesqudespusde

Suelosflex

oparaelreser

MBINAC

yelreglam

ossiguiente

nadelproyec

uesonproyeeunsismo

xibles

rvorio.

IONESD

mentoACI35

es:

to.

ectadospara

DECARG

50R301,s

aseguirfunc

GAS.

econsider

ionando

ran

33.2. ESTCAR

Decons

enR

Figur

Dn

CVeelmHEe

Figur

TADOSDERGASacuerdo asideranlosR.N.E.,adem

raN8:Carga

de:eslacargavmantenimien

eslapresin

raN9:Fuerz

ECARGAS

las Normsiguientesmsdelespe

asenelreserv

vivatotal,qntoydesinfndelaguae

zasconvectiva

S.

as NTE. Eestadosdeectro.

vorio.

quesonlosfeccin.enlaspared

as,impulsivas

.020, E060Cargaenla

personales

desdelrese

ypresindel

0 y al reglaestructura

squesuben

ervorio.

aguaenelre

amento ACasegnvalo

nalacpula

servorio.

CI 31809,oresdefinid

aparareali

sedos

zar

3IV. 4

3.3. COMDe aestru

Figur

ANAL

4.1. ANADeacueanlisiscondicio

asimism

yelespeconvecti

Elobjetivsuperen

MBINACIO

acuerdo al RucturasdealBasadoenBasadoenBasadoen

raN10:Com

LISISSISALISISESrdoa lasNdinmico s

onesdeaguoconsideraectrode lavoeimpulsvodelanlilorecomen

ONESDERNE E.060 slmacenamie

nlacargamunlacargadenlacargapro

mbinacindec

SMICOS.

STATICO

NormasNTEse considerallena,conandolaspreaceleracin

sivo.isisdinmicndadoenel

ECARGASe considerantodeagua:uertaylacarsismo:1.25ovenientede

cargasdedise

E.E.020,E.0r el compnsiderandoesionesejernssmicapa

coesdetermlE.030para

S.n las siguie:gaviva:1.4C(CM+CV)+elapresind

eo.

030,E.060yportamiento

lasfuerzasrcidasporearacondicio

minarlasmaestructura

ntes combin

CM+1.7CV+/CSy0.9Cdelagua:1.4

yalreglamo hidrodinimpulsivaselaguaenlaonesdeco

ximasderasdeconcre

naciones de

.CM+/CSCM+1.7CV

entoACI3mico delylasfuerzaasparedesmportamie

rivasyhaceetoarmado

carga para

V+1.4CL.

1809,parareservorioasconvectivdelreservontoenesta

rqueestas.

las

aelen

vas,orioado

no

Elpesoi116.98T

FiguraN

La alturrespectiv

Laspreselespejo

FiguraN

ElanlisisV =

PorendecortanteParaelm

P

P

P(T)= 2

P(T)= 3.

impulsivoan.

11:Modeloh

ra de ubicvamentecoionesdelagodeagua.P

P = -

12:Presinh

sssmicoest= ZICS / R

e la cortantefinalesde7

modelosepro

P(T)=

(T)= 0.865

(T)= 1.73

2.5936

.46

autilizares

hidrodinmico

cacin delonrespectoguaenelreParalaestim-1z + 3.46

hidrostticade

ticosecalc* m g

e impulsivae8.19Ton.ocedeadistr

= 0 z

5 z

z

z

z

de95.48Tn

odelreservori

peso impalabased

eservoriosomacinseu

elreservorio.

ulabasadoe

esde47.56

ribuirlafuerz

z= 3.458

z= 2.594

z= 1.729

z= 0.865

z= 0

nyelpeso

io.

pulsivo y celreservorionde3.46Ttilizlasigu

enlaecuaci

Tony la co

zaimpulsiva

convectivo

convectivoio.enlabaseduienteecua

nsiguiente:

ortante conv

,convectiva

enestaest

es de 1.

delreservocin:

(

(2

ectivaesde

ylafuerzap

tructuraes

3m y 1.97

rioy0.00T

(1)

)e19.77Ton.

porpeso.

de

7m

Ten

. La

4T

Elmodelo

FiguraN

4.2. ANADeacueanlisiscondicio

asimism

yelespeconvecti

Elobjetivsuperen

NIVELCUPULCONVIMPUL

TablaN6:Dis

oquedadel

13:Distribuci

ALISISDIrdoa lasNdinmico s

onesdeaguoconsideraectrode lavoeimpulsvodelanlilorecomen

PLA+VIGAECTIVOLSIVO

stribucinde

asiguientef

indefuerzas

INAMICO

NormasNTEse considerallena,conandolaspreaceleracin

sivo.isisdinmicndadoenel

Pi(Kg)323887.4116983.895484.2323887.4

lasfuerzas.

forma:

sporsismoen

O.E.E.020,E.0r el compnsiderandoesionesejernssmicapa

coesdetermlE.030para

hi(m)4 4.158 1.972 1.34 TOTAL

nelreservorio

030,E060yportamiento

lasfuerzasrcidasporearacondicio

minarlasmaestructura

Pihi134418230371238216983

o.

yalreglamo hidrodinimpulsivaselaguaenlaonesdeco

ximasderasdeconcre

Fi(K89.07 61872.97 1025.30 5387.3 78

entoACI3mico delylasfuerzaasparedesmportamie

rivasyhaceetoarmado

Kg) W885.31606.17700.81192.29

1809,parareservorioasconvectivdelreservontoenesta

rqueestas.

W=Fi/L(T/2.1410.3670.197

aelen

vas,orioado

no

/m)

Elpesoi116.98T

La alturrespectiv

Laspreselespejo

PLocualsElmodelo

FiguraN

impulsivoan.Loscualera de ubicvamentecoionesdelagodeagua.PP = -1z + 3.

seveenlafoquedadel

14:Distribuci

autilizaresesseaprecicacin delonrespectoguaenelreParalaestim46

figuraN12asiguientef

indefuerzas

de95.48Tnanenlafigupeso impalabased

eservoriosomacinseu

.forma:

sporsismoen

nyelpesouraN11.pulsivo y celreservorionde3.46Ttilizlasigu

nelreservorio

convectivo

convectivoio.enlabaseduienteecua

o.

enestaest

es de 1.

delreservocin3:

tructuraes

3m y 1.97

rioy0.00T

de

7m

Ten

V.

VERIF

Losdespla0.75Ryse

T

Elcortant80%deVsVd=62.52Vs=78.15Vmin=62

T

T

DesplaAltura

AlturaAlturaAlturaAlturaAltura

AlturaAlturaAlturaAlturaAltura

FICACIO

azamientosemuestraen

TablaN7:De

ebasalmnimsyparaestru2ton5ton2.52Ton=0.8

TablaN8:Co

TablaN9:Co

azamientosydia h(m) La

64.153.81.971.3

64.153.81.971.3

ONDEDseconsideranlasiguiente

erivasporsism

modebeseructurasirreg

8Vs

ortantedinm

ortanteesttic

storsiondelosado DesplazamIzq 0Izq 0IzqIzq 0Izq 0.1

der 0der 0derder 0der 0.1

ERIVAS

anporseresetabla:

mo.

rparaser,pagularesnom

ico.

co.

nudosmientoelstico0.14 mm0.11 mm0.1 mm0.21 mm123 mm

0.14 mm0.11 mm0.1 mm0.21 mm123 mm

SYCORTstructurareg

araestructurenorde90%

2.06252.0625 02.06252.0625 02.0625 0.

2.06252.0625 02.06252.0625 02.0625 0.

0.75R D

TANTES

gularmultipl

rasregulares%Vs.

0.28875 mm0.226875 mm0.20625 mm0.433125 mm.2536875 mm

0.28875 mm0.226875 mm0.20625 mm0.433125 mm.2536875 mm

Desplazamiento

Sicandopore

snodebers

0.00000.00000.00

0.00020.0001

0.00000.00000.00

0.00020.0001

Distorsreal

elfactorde

sermenoral

033 0.007059 0.00700 0.007268 0.007141 0.007

033 0.007059 0.00700 0.007268 0.007141 0.007

sin DistorsiE.030

n

VI. DISEODECOMPONENTESDECA.5.1. DISEODECUPULA,MUROSYLOSADEFONDO.

CUPULA:Segn el reglamento para el diseode las cpulas debe cumplirsequeN yNqdebensermenoresquelasfuerzasderesistenciaalaplastamiento"Fc"

TablaN10:EsfuerzosmeridionalNyparalelaNq.

Es decir ( N y Nq ) < Fc = ( 0.85 fc x b x t ) ............. ( ( a )

Si se cumple ( a ) , entonces: Asmin = 0.0025 x b x t

Sexages. Radianes

0 01 0.01752 0.03493 0.05244 0.06985 0.0873

10 0.174515 0.261820 0.3491

43.8174 0.764844 0.767945 0.785446 0.802947 0.8203

47.5 0.829047.55 0.829947.6 0.8308

47.65 0.831747.7 0.8325

47.75 0.833447.8 0.8343

47.85 0.835147.9 0.8360

47.95 0.836948 0.8378

48.5 0.846549 0.855253 0.925057 0.994858 1.0123

59.5 1.038564.5 1.125765 1.134570 1.2217

70.5 1.230575.5 1.317780.5 1.405081 1.413786 1.501091 1.588396 1.6755101 1.7628106 1.8501111 1.9373

N max = -1.6194 Nq max = -1.3940

-3.8488 4.6173-4.3451 5.3442

-3.1134 3.4048-3.4453 3.9773

-2.2297 1.5316

-1.9597 0.7815-2.0774 1.1239

-2.6061 2.4117-2.8374 2.8861

-2.3930 1.9328-2.4108 1.9747

-1.8493 0.4343-1.9489 0.7487

-1.8049 0.2865-1.8223 0.3449

-2.0902 1.1596

-1.6696 -0.1976

-1.6677 -0.2050-1.6683 -0.2026

-1.6835 -0.1456-1.7405 0.0627

-1.6703 -0.1952-1.6768 -0.1705

-1.6664 -0.2099-1.6670 -0.2074

-1.6651 -0.2148-1.6658 -0.2123

-1.6690 -0.2001

-1.6331 -0.3382

-1.4373 -1.1825-1.6194 -0.3922

-1.6638 -0.2196-1.6645 -0.2172

-1.6451 -0.2915-1.6575 -0.2438

-1.4046 -1.3409-1.4181 -1.2748

-1.3957 -1.3855-1.3966 -1.3807

-1.6215 -0.3839

- Wu x Rm - Wu x Rm(cos - 1 ) ( 1 + cos ) (1+cos )

-1.3944 -1.3918-1.3949 -1.3892

-1.3940 -1.3940-1.3941 -1.3934

N (tn/m) Nq (tn/m)

FigurraN15:Fuerrzadetraccinnradialcpula.

TablaN11:Datosdelacpula.

TablaN12:Refuerzoradialdelacpula.

Diseodecpula,espesor= 7.5 cmFluenciadelacero(fy) 4200 Kg/cm2Resistenciadelconcreto(f'c) 210 Kg/cm2Modulodeelastecidaddelconcreto(Ec) 218819.8 Kg/cm2Resistenciaacompresiondediseodelconcreto(f'dc) 84 Kg/cm2Espesorpromediodelacpula 0.075 mEspesordelacpulazonadeensanche 0.15 mCuantamnima 0.0035Factordereduccinatraccin() 0.9

Refuerzoradial(meridiano)(Accionesmembrana)EsfuerzodetraccionradialS11 272.75 Tn/m2Longituddelelementoaevaluar 1 mFuerzadetraccinradialNdes1=F11 13986 Kg/mreadeacerorequerida 3.700 cm2readeaceromnimarequerida 2.625 cm2readeacerousado 3.71 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 5.206598 varillasCantidaddebarrasausar 6 varillasSeparacin 0.166667 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.15 mUsar: 3/8 @ 0.15 m

REVISIONAMOMENTOYCORTANTEMomentoM11(Radial) 80 KgmRecubrimiento 3.75 cmPeralteefectiva 3.75 cmCuantanecesaria 0.00138Zonadetensiona 0.121642 cmreadeaceronecesaria 0.516978 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 0.725525 varillasCantidaddebarrasausar 1 varillasSeparacin 1 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m

CortanteV13(Radial) 5.17 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 2157.377 Kg

Nonecesitarefuerzoporcortante

TablaN13:Refuerzotangencialdelacpula.

Refuerzotangencial(Paralelo)(Accionesmembrana)EsfuerzodetraccionradialS22 503.63 Tn/m2Longituddelelementoaevaluar 1 mFuerzadetraccinradialNdes2=F22 8993 Kgreadeacerorequerida 2.379 cm2readeaceromnimarequerida 2.625 cm2readeacerousado 2.63 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 3.690931 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m

REVISIONAMOMENTOYCORTANTEMomentoM22(Tangencial) 372 KgmRecubrimiento 3.75 cmPeralteefectiva 3.75 cmCuantanecesaria 0.00687Zonadetensiona 0.605375 cmreadeaceronecesaria 2.572844 cm2reamnimadeaceronecesaria 2.572844 cm2Diametrodebarra 3/8 pulgreadelabarra 0.712557 cm2Cantidaddebarras 3.610718 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 3/8 @ 0.25 m

CortanteV23(Radial) 2.3 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 2157.377 Kg

Nonecesitarefuerzoporcortante

TablaN14:Datosdelazonadeensanchedelacpula.

Refuerzoenelensache(Paraleloymeridional)(Accionesmembrana)Espesordeensanchete 0.15 mFactordelongituddeensanchef 16Longituddeensanche 1.20 mSegn"ThinShellConcreteStructures" 0.0035Anchodeanlisisb 100 cmCuantamnima 0.0025Espesorpromediodelensachetp 0.113 cm2readeacerorequeridoenelensache 3.938 cm2readeacerorequeridoen2capas 1.969 cm2readeaceromnimarequerida 2.813 cm2readeaceroausarencadacapa 3.94 cm2Diametrodebarra 1/2 pulgreadelabarra 1.266769 cm2Cantidaddebarras 3.110276 varillasCantidaddebarrasausar 4 varillasSeparacin 0.25 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.25 mUsar: 1/2 @ 0.25 menA/S

VIGA

Lavporprov

fuer

mism

tors

Figur

ASUPERIOR:vigasuperiolo que estvenientesdrzasverticalma.Por loinycorte,

raN16:Fuer

:oresunaesta se someelacpulalesproveniequeamerit,asimismoe

rzaverticalyh

structuraqete a esfueporaccinentesdelpeta laverificelrefuerzo

horizontalviga

ueconfinaerzos de todelsismoyesodelaccacindenlongitudina

asuperior.

lacpulayorsin poryaesfuerzopulaylacaecesidaddal.

yelmurodlas fuerzasosdecompargavivaape refuerzo

del reservors horizontapresinporplicadaene(estribos)p

rio,aleslas

estapor

TablaN15:Datosdelavigasuperior.

TablaN16:Refuerzoportorsinycortedelavigasuperior.

Diseodevigasuperior,peralte= 35 cmFluenciadelacero(fy) 4200 Kg/cm2Resistenciadelconcreto(f'c) 280 Kg/cm2Modulodeelastecidaddelconcreto(Ec) 252671.3 Kg/cm2Resistenciaacompresiondediseodelconcreto(f'dc) 112 Kg/cm2Peraltedelaviga 0.35 mBasedelaviga 0.35 mEspesorpromediodelazonadeensanche 0.35 mCuantamnima 0.0025Factordereduccinatorsin() 0.75Factordereduccinaflexin() 0.9

RefuerzoportorsinycortanteFuerzahorizontalF11(efectotorsin) 71483 KgFuerzaverticalF22(efectocorte) 9029 KgMomentotorsionantefactorizadoTu 2185890 KgcmResistenciaalatorsin 69950 Kgcm

NecesitaestriboportorsinRecubrimiento 4 cmPeralteefectiva 30.05 cmZonadetensiona 10.60454 cmreadeaceronecesaria 21.03234 cm2readeaceromnimarequerida 2.629156 cm2readeacerousado 21.03234 cm2Diametrodebarra 3/4 pulgreadelabarra 2.85023 cm2Cantidaddebarras 7.379174 varillasCantidaddebarrasausar 11 varillasSeparacin 0.089 mSeparacinmxima 0.45 mSeparacionausar 0.12 mUsar: 3/4 @ 0.12 m

CortanteV13(Radial) 3750 Kgfactordereduccinacortante 0.75Cortantequeresistelaseccinpropuesta 6995.078 Kg

Nonecesitarefuerzoporcortante

Tabla

MUR

Elmquedelarefu

prof

mom

requ

Figur

RefuMomRecuPeraZonreaCuareareaDiamreaCanCan

aN17:Refue

RO:murollamadestasedeamasaimperzos horizfundidad (vmentos neguiereelrefu

raN17:Tens

uerzolongitmentotorsioubrimientoalteefectivaadetensionadeaceronantanecesaramnimadeadeaceroumetrodebaradelabarratidaddebartidaddebarUsar:

erzolongitudi

otambinsempeaapulsivayconzontales (pvertical) segativos enuerzovertic

sinymomen

tudinal(horizonantefacto

naecesariariaeaceronecessadorraarrasrrasausar

5

inaldelaviga

comocubatensinponvectivapoparalelos). A generanla unin enal(meridio

ntoverticalde

zontal)orizadoTu

saria

1

superior.

requierereorefectoderlaaccindAl generarsmomentosntre elmunal).

elmuro.

efuerzosvee lapresindelsismo,pse movimiepositivosro y la cim

218589

30.010.604521.03230.002782.9329421.0323

15.067074.15078

erticalesyhnhidrosttiporloquesentos conen la zona

mentacin, p

90 Kgcm4 cm05 cm54 cm34 cm28947 cm234 cm2

pulg75 cm285 varillas5 varillas

horizontales

ca,en lazoserequiererespecto aa impulsivapor lo que

syaonalos laa yse

TablaN18:Refuerzoanularenambascarasdelmuro.

Paradisearlosrefuerzostangencialesoacerosverticalessetomaencuentalosmomentosflexintangencial.

FiguraN18:DiagramadeTensinenelmuro.

FiguraN19:DiagramadeMomentoenelmuro.

Nivel StepType F11 AS F22 ASm Text Tonf/m cm2 Tonf/m cm2

Max 31.807 5.749Min 22.35 13.49Max 55.48 8.445Min 37.52 20.41Max 35.35 10.08Min 13.57 29.12(*)Intercaladoconacerode1"

@0.1332

Barrasparalelas(horizontales)enambascaras

6.88 1/2 @0.184 0.15@0.3122

0.13

0.253.8

2.6

1.3

*0.125

*0.125

@0.1006

@0.158

10.41 1/2 @0.1216 0.10

14.86 5/8

16.23

28.306

18.04

1

3/4

3/4

Barrasmeridianas(verticales)enambascaras

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

-20 0 20 40 60

ALT

URA

(H)

TENSION (T/m)

DIAGRAMA DE TENSION

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 0.2 0.4 0.6 0.8

ALT

URA

(H)

MOMENTO(T-m/m)

DIAGRAMA DE MOMENTO

TablaN19:Refuerzoporflexin(vertical)encarainteriordelmuro.

LOSADEFONDO:Paracalcularel refuerzoen la losade fondo se tiene lossiguientesmomentos seconsideraque lospesosacumuladosprovenientesdelmuro,vigasuperior,cpula,la sobre carga yelpesodelagua son losque transmitena la zonadeapoyodelmuro, por lo que se requiere el anlisis por efectos de corte y flexin paradeterminarelespesoryrefuerzocorrespondienteenestazona,encuantoalazonadel losade fondo losefectosdepresinesprovenientedelpesodelaguamselpesopropioporloqueelespesor.

Nivel StepType F11 F22 M11 M22 V13 V23m Text Tonf/m Tonf/m Tonfm/m Tonfm/m Tonf/m Tonf/m

Max 31.807 5.749 0.24189 1.03617 0.49 1.185Min 22.35 13.49 0.06764 0.10133 0.49 1.861Max 55.48 8.445 0.56522 2.62146 0.349 5.981Min 37.52 20.41 0.60212 2.80595 0.349 6.763Max 35.35 10.08 0.43271 2.1632 0.331 4.557Min 13.57 29.12 0.2279 0.95151 0.331 1.764Max 55.48 5.749 0.56522 2.62146 0.49 5.981Min 37.52 29.12 0.60212 2.80595 0.49 6.763

3.8

2.6

1.3

TOTAL

MomentoM= 2.80595 Tnmk= 0.50704j= 0.83099As= 21.5347 cm2Asmin= 4.46219 cm2Asfinal= 21.5347 cm2varilla= 3/4 pulgCantidaddevarillas= 7.55543 varillas/mCant.devarillasausar 8 varillas/mEspaciamientoS= 0.125 m

Usar: 3/4 @ 0.125 m,unh= 2.6 m

Tabla

Figur

CAw

CAPar

II WdMurCpVigPiso

Wl:S/CAgu

Per

aN20:Carac

raN20:Mom

RACTERISTwC.A. =wh2o =

fy =f'c = =

RACTERISTra Df = 1.

Fuen

LOSA DE F:ro: 575pula: 124a: 849o: 508

C : 691ua: 229

ralte de la zap

ctersticasdel

mentoradialy

TICAS DEL M2.4 tn/m

1000 Kg/m4200 Kg/cm280 Kg/cm

0.75TICAS DEL T.50 m ;nte: Estudio d

ONDO:

576.5 kg444.3 kg97.38 kg863.9 kg

13.51 kg9886 kg

pata

materialysu

ytangenciald

MATERIAL:

m2m2

TERRENO DE adm =

de Mecanica

d 1.45*d =d =

ueloparalosa

elalosadefo

E FUNDACIO= 1.32de suelos

Ancho de ab=Ks1=Ks=20/b*KKs =Ec =15000

*A*(Ks*A/Ec)0.0870.20

defondo.

ondo.

ON:kg/cm2

anlisis1.00 m2.74 Su

Ks1 pa0.55

0*(f'c)0.5 21/3 Dfmm

Asumuelo arcilla baara zapatas c

250998

f=

midoastante blandontinuals

1.50 m

do

TablaN21:Momentoradialytangencialdelalosadefondo.

TablaN22:Refuerzoradialytangencialdelalosadefondo.

ZAPATACONTINUA:Para calcular el refuerzo en la losa de fondo se considera que el esfuerzo es acompresin proveniente del peso del agua, muro, viga, cpula y la sobrecargarepartidaa lo largodelmurodelreservorio,por loqueserequiereelanlisisporefectos de corte y punzonamiento para determinar el espesor y refuerzocorrespondienteenestazona,encuantoalazonadellosadefondolosefectosdepresinesprovenientedelpesodelaguamselpesopropioporloqueelespesorylosrefuerzosrequeridossonmenoresquelazonadelacimentacincorrida.

Radio Coef Coef M RadialM Tangencia0.00*R radial Tangencial kg-m/m Kg-m/m

0.00 0.0 0.0750 0.0750 502.12 502.120.46 0.1 0.0730 0.0740 488.73 495.420.92 0.2 0.0670 0.0710 448.56 475.341.38 0.3 0.0570 0.0660 381.61 441.861.84 0.4 0.0430 0.0590 287.88 395.002.30 0.5 0.0250 0.0500 167.37 334.742.76 0.6 0.0030 0.0390 20.08 261.103.22 0.7 -0.0230 0.0260 -153.98 174.073.68 0.8 -0.0530 0.0110 -354.83 73.644.14 0.9 -0.0870 -0.0060 -582.46 -40.174.60 1.0 -0.1250 -0.0250 -836.86 -167.37

Parte superior: Parte inferior: Mu/(f'cbd2)= 0.024 Mu/(f'cbd2)= 0.003As = 2.04 cm2 As = 0.28 cm2Asmin = 2.17 cm2 2 capas Asmin = 2.17 cm2 2 capasUtilizar 3/8 @ 0.2 m Utilizar 3/8 @ 0.2 m

CALCULO DEL REFUERZO TANGENCIAL (ANULAR):Mu (+) = 502.12 kg-m/mMu (-) = -167.37 kg-m/m

Parte superior: Parte inferior: Mu/(f'cbd2)= 0.005 Mu/(f'cbd2)= 0.014As = 0.41 cm2 As = 1.23 cm2Asmin = 2.17 cm2 2 capas Asmin = 2.17 cm2 2 capasUtilizar 3/8 @ 0.25 m Utilizar 3/8 @ 0.25 m

TablaN23:Dimensinyverificacindeesfuerzosenlazapatacontinua.

Verificacin de la resistencia del terrenoCM 4476.5 Kg/mCV 8193.0 Kg/mPeso especfico concreto rc = 2400.0 Kg/m3Resistencia del concreto f'c = 280.0 Kg/cm2Fluencia del acero fy= 4200.0 Kg/cm2Peso especifico del relleno rs = 0.0 Kg/m3Capacidad admisible del suelo qa = 1.32 Kg/cm2Desplante de la zapata Df = 1.5 mEspesor de la cuba t = 0.2 mFactor de reduccion = 0.75 CoratanteFactor de reduccin = 0.90 flexionPresion del material qc-s = 1/2*(rc+rs)*Df = 0.18 Kg/cm2Presin de contacto efectivo qe =qa-qc-s = 1.14 Kg/cm2

Area requerida para la zapata Areq = P/qe = 11113.6 cm2/mAreq = P/qe = 1.11 m2/mLongitud de anlisis L = 1.00 mAncho de la zapata para L = 1, B = 1.11 mAncho de la zapata a usar B = 1.20 mCapacidad maxima admisible qmax = 1.056 Kg/cm2

qmx < qa, el suelo resiste a la estructuraVerificacin de la rigidez de la estructura

CM 4476.5 Kg/mCV 8193.0 Kg/mCoeficiente de balastro C1 = 2.740 Kg/cm3Area de cimentacion Areq = 11113.6 cm2Asentamiento tolerable St = 0.42 cmPerfil del suelo Intermedio S2Asentamiento permitido Stp 0.5 cm

St < Stp, No se exceder el asentamiento tolerableVerificacin por cortante

Pu = 1.4 CM +1.7 CV = 20195.2 KgCapacidad admisible ultimo del suelo qu = 16829.3 Kg/m2Peralte efectivo asumido de la zapata d = 19.00 cmContribucion del acero al cortante Vs = 0.00 Kg/mCortante ultimo Vu = qu ((B-a)/2-d) = 5217.08 Kg/mResistencia a la cortante Vc =0.53*(f'c)^0.5*b*d = 16850.3 KgResistencia factorizada del concreto al corte Vc = 12637.7 Kg

Vu < Vc, el peralte seleccionado es satisfactorioPeralte efectivo de la zapata d = 0.190 mRecubrimiento de la zapata r = 0.070 mDiametro del refuerzo db = 1.00 pulgPeralte de la zapata t = 0.31 mPeralte de la zapata a usar t = 0.40 m

TablaN24:RefuerzoLongitudinalytransversaldelazapatacontinua.

FiguraN21:Refuerzoradialytangencialdelazapataylosadefondo.

VII. ANEXO.SeanexalosclculosyelmodeloenSAP2000.

Zapata continua e = 0.40 ma=d(d 2 - (2 Mu)/( 0.85 f'c b))0.5

As=0.85f'c/fybaMu=1/8qu(Ba/2) 2 = 2545.43 Kg-m/mMu= 254543 Kg-cm/mZonadecompresiona= 0.636 cmAreadeaceroAs= 3.60 cm2/m = 14/fy = 0.003Asmin= b d = 6.33 cm2/mAsausar= 6.33 cm2/mDiametrodeacero= 1/2 pulgAsdelabarra= 1.27 cm2/mCantidaddevarillas= 5.00Cantidaddebarrasausar= 5.00EspaciamientoS= 0.20 m en A/SUsar: 1/2 pulg@ 0.20 menA/S

1.10 m 3/8 pulg @ 0.2 m

0.40 m 0.20 m

3/8 pulg @ 0.2 m1.20 m 0.400 m

0.20 m 0.80 m 0.38 pulg @ 0.25 men dos capas

1/2 pulg @ 0.20 m en A/Sen dos capas