La estructura está proyectada para conformar una obra de toma de H°A° con una pasarela metálica de acceso, que tiene la función de soportar la carga trasmitida por la tubería y una carga peatonal de mantenimiento. Normativas utilizadas Propiedades físicas: Norma NBE-AE-88

1. 1
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
OBRA DE TOMA
1. Nombre del proyecto:
“CAPTACIÓN OBRA DE TOMA RIBERALTA”
2. Descripción general
Ф Tipo de estructura
- Materiales: Hormigón armado
- Geometría: depósito cilíndrico
- Sistema de apoyo: Paredes de sección constante que conforman un fuste circular.
- Fundación: Fundación directa compuesta por una losa de fondo que cumple además como losa
radier apoyada sobre el lecho elástico.
Ф Objetivo de la estructura
La estructura está proyectada para conformar una obra de toma de H°A° con una pasarela metálica de
acceso, que tiene la función de soportar la carga trasmitida por la tubería y una carga peatonal de
mantenimiento.
Ф Normativas utilizadas
- Propiedades físicas: Norma NBE-AE-88
- Cargas de uso: Norma NBE-AE-88
- Hormigón Armado: Norma BAEL 94 (Estado Limite de Servicio)
3. Datos generales.
Ф Datos físicos
- Peso específico del Hormigón Armado…………………………25 KN/m3
- Peso específico seco del terreno …………………………..……19.0 KN/m3
- Peso específico saturado del terreno…………………………...20.0 KN/m3
Ф Datos mecánicos
- Resistencia característica del hormigón…………………............21 MPa
- Límite de fluencia del acero………………………..………………420 MPa
- Tensión admisible del suelo……………………………………….0,5 Kg/cm2

2. 2
- Ángulo de fricción……………………………………………………30.0°
- Coeficiente de balasto (correspondiente a la tensión admisible) …...1,3 Kg/cm3
4. Dimensiones
Elevación
Planta

3. 3Altura total = 12.50 m Longitud = 9.50 m Ancho= 5.50 m
Dimensiones de los elementos:
- Elementos área:
Muros de la obra de toma = 0.25 m
Losa superior = 0.20m
Losa de cimentación = 0.40 m
5. Análisis de cargas.
Peso especifico del agua gW= 10 (KN/m3
)
P específico seco gseco= 19 (KN/m3
)
P específico saturado gsaturado= 20 (KN/m3
)
Angulo de fricción interna f1= 28 (o
)
Coeficiente activo 1 Ka1= 0.361
Altura de agua H1= 5.6 (m)
Profundidad de cimentación H2= 2.2 (m)
Altura del liquido almacenado H3= 7.4 (m)
Sobrecarga de uso en losa sup CV= 3 (KN/m2
)
Carga de bomba Q= 20 (KN)
Carga de la pasarela F= 140 (KN)
ANALISIS DE CARGAS POR 1 METRO DE ANCHO
N.max Agua
H1= 5.6
H3= 7.4
H2= 2.2
74
P 78.00 7.33

4. 4
6. Combinaciones de carga
Las combinaciones de carga se realizan tomando en cuenta las situaciones de cargas críticas, de manera que se
generen las mayores solicitaciones y se realice un diseño que garantice la estabilidad y estanqueidad de la
estructura en las condiciones más desfavorables.
Combinaciones de cargas en ELS para el tanque en general
Para el empuje de hidrostático interior y exterior en las paredes se tomó solo el 50% de su magnitud, ya que la
obra de toma presenta orificios que harán que la estructura tenga el mismo nivel de agua tanto en el interior como
en el exterior, compensándose las acciones de estos en las paredes.
Ф Primera combinación: Peso propio + Empuje hidrostático interior + CV + Pasarela
Ф Segunda combinación: Peso propio + Empuje hidrostático exterior + CV + Pasarela
Ф Segunda combinación: Peso propio + Empuje hidrostático exterior + CV + Tierra + Pasarela
Ф Segunda combinación: Peso propio + Empuje hidrostático interior + CV + Bomba + Pasarela
Ф Segunda combinación: Peso propio + Empuje hidrostático exterior + CV + Bomba + Pasarela
7. Modelación estructural
Para el cálculo de las solicitaciones, el modelo estructural se realizó con el software SAP2000 v14.2.4, el cual
genera un modelo matemático lineal y elástico en base a la teoría de elementos finitos, proporcionando
resultados de los efectos a los cuales es sometida la estructura bajo los estados de carga y combinaciones de
cargas planteadas.
Restricciones en los apoyos.
El apoyo de la losa lo constituye el suelo, por lo que éste se modeló como una serie de resortes (lecho elástico)
colocados en los nudos de los elementos que conforman la losa. Se utilizó un módulo de balastro de Kb= 1.30
(kg/cm3), ángulo de fricción de f=28° y área discretizada de los elementos A= Variable 
La rigidez del resorte se estima según:
- Coeficiente de rigidez de compresión elástica uniforme:
Kz = Kb*Área tributaria, (kg/cm)
- Coeficientes de rigidez de desplazamiento elástico uniforme en Xe Y:
Kx = ky = Kb*(1-senθ)*Área tributaria, (kg/cm)
La modelación estructural se presenta en los siguientes gráficos:

5. 5
VISTA EN 3D
8. Solicitaciones
Los resultados obtenidos de acuerdo a las combinaciones de carga realizadas y tomando en cuenta los efectos
preponderantes en los elementos, se presentan en los siguientes gráficos con las unidades correspondientes:
Elemento tipo SHELL
MOMENTO FLECTOR M11 EN LOSAS Y PAREDES

6. 6M11 (KN-m/m): COMBINACION 1
M22 (KN-m/m): COMBINACION 1
MOMENTO FLECTOR M22 EN LOSAS Y PAREDES

7. 7M11 (KN-m/m): COMBINACION 3
M22 (KN-m/m): COMBINACION 3
MOMENTO FLECTOR EN LOSA DE FUNDACION
M11 (KN-m/m): COMBINACION 1

8. 8
M22 (KN-m/m): COMBINACION 1

9. 99. Diseño estructural
El diseño estructural se realizó con las solicitaciones máximas obtenidas de la combinación de cargas y en las
direcciones críticas de los distintos elementos (direcciones en las cuales se refuerza con acero), analizando el
efecto preponderante (Flexión, tracción y compresión) en cada uno de ellos.
Para el diseño de miembros de hormigón armado existen dos métodos aceptados en la práctica. Ambos son
aplicables para el diseño de los depósitos. El primero de ellos, se basa en el criterio de resistencia ultima, utiliza
cargas factoradas, las resistencias especificadas del acero y del concreto, y factores de reducción de la
resistencia. El segundo es el método alternativo de diseño, el cual emplea cargas de servicio y esfuerzos de
trabajo. En el presente proyecto se trabajara con el método alternativo de diseño.

10. 10Momentos últimos:
LOSA DE CIMENTACION E=0.4 m
MUROS DE LA OBRA DE TOMA E=0.25 m
LOSA SUPERIOR E=0.20 m (ELU)
De la misma manera se diseñaron todos los elementos estructurales que componen la obra de toma.
b [m] h [m] rmec [m] d [m]
1.00 0.40 0.070 0.330
Armadura Geometrica
*b* h
AS1min= 12.00 [cm2
/m] (Ambas caras)
AS1min= 6.00 [cm2
/m] (Una cara)
AS1min= 0.003
c/
c/
As1 As1
Disposición
9.98 9.98 φ 16 20 (10.05)49.00 0.036 0.0455 151.24
[KN-m/m] [KN/m] [cm2
/m] [cm2
/m]
Md
m α
Ns1
12 15 (7.54)38.00 0.028 0.0351 116.79 7.52 7.52 φ
1.00 0.25 0.050 0.200
b [m] h [m] rmec [m] d [m]
AS1min= 0.003
Armadura Geométrica
*b* h
AS1min= 7.50 [cm2
/m] (Ambas caras)
AS1min= 3.75 [cm2
/m] (Una cara)
c/
[KN-m/m] [KN/m] [cm2
/m] [cm2
/m]
Md
m α
Ns1 As1 As1
Disposición
7.25 7.25 φ 12 15 (7.54)22.00 0.044 0.0558 112.51
DATOS
fck (Mpa)= 21 fcd (KN/m2)= 14000
fyk (Mpa)= 420 fyd (KN/m2)= 365217.391
ey [o/oo]= 1.82608696 Es(Mpa)= 200000
b (m)= 1 d1 (m)= 0.03
h (m)= 0.2 d (m)= 0.17
LOSAS RECTANGULARES
MdT (KNm) μ Nc Ns1 εs1[o/oo] ss1 As1 (cm2) As geom(cm2) As mec(cm2)
23 0.05685 139.375 139.375 10 365217.391 3.82 3.92 3.07
f 10 C / 20

11. 11
Verificación de la tensión admisible del terreno
Se conoce la tensión admisible del suelo superficial, pero la obra de toma estará emplazada a una profundidad
promedio de 2.0 (m), por lo que la estructura actuará como una cimentación compensada.
Presión neta aplicada sobre una cimentación compensada: fDSCq  g ; SCs
C = 1.3 (kg/cm3) coeficiente de balasto, S = 0.58 (cm) desplazamiento vertical
g= 19 (KN/m3) PU del suelo, Df = 2.0 (m) Profundidad de la cimentación
)/(37.02000019.058.03.1 2
cmkgq 
Por lo que la presión aplicada al suelo a una profundidad de 2.0(m), es menor que la tensión admisible del terreno
)/(5.0)/( 22
cmkgcmkgq  CUMPLE
Verificación a la flotación
Nota. Se debe cumplir el valor de cuantía mínima de acuerdo a las dimensiones de cada elemento, esta
armadura es la mínima necesaria para garantizar que la estructura no presente fisuración por efectos de
retracción y cambios de temperatura.
10. Esquema de disposiciones
La disposición de la armadura se realiza de manera que el armado en la construcción se realice de forma
práctica, el esquema se presenta a continuación:
V HA = 60.30 (m3)
PU HA = 25.00 (KN/m3)
W = 1507.50 (KN)
V = 56.10 (m3)
gW = 10.00 (KN/m3)
E hid = 561.00 (KN)
E tierra = 318.82 (KN)
g= 1.50
W/g E hid
1217.55 561.00 CUMPLE
Coeficiente de seguridad
Peso del cárcamo vacío + rellemo Empuje hidrostático (supresión)
Volumen de hormigón en el tanque
Peso unitario del hormigón
Peso del tanque vacío
Volumen del agua desplazada
Peso especifico del agua
Empuje hidrostático (supresión)
Carga por relleno de tierra


12. 12
ELEVACIÓN

13. 13PLANTA
LOSA DE FONDO

14. 14LOSA SUPERIOR
La disposición de armadura, diámetros de barras, longitudes de cada elemento, variaciones en la disposición y
ubicación de cada uno se encuentra detallada en los planos estructurales.