Memoria-de-diseño-y-calculo-estructural-de-cimentacion-para-tanque-de-almacenamiento-de-1780cm-diam-x-900cm-altura.docx

PROYECTO.
TANQUE DE 17.80 METROS DE DIAMETRO Y 9.00 METROS DE ALTURA
EFFLUENT TREATMENT PLANT.
EPCICA
UBICACIÓN
PALMAR DE VARELA,
ATLANTICO, COLOMBIA.
ÁREA
SUBESTRUCTURA
ELABORÓ
ING. VICTOR A. LOPEZ. G.
REVISÓ
ING. VICTOR A. LOPEZ. O.
APROBÓ
.
DISCIPLINA
ESTRUCTURAL
FECHA
21/03/2023
1
MEMORIA DE DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL DE LOSA DE
CIMENTACION PARA TANQUE DE ACERO INOXIDABLE DE
17.80 METROS DE DIAMETRO Y 9.00 METROS DE ALTURA.
PARA EL PROYECTO “EFFLUENT TREATMENT PLANT”
UBICADO EN PALMAR DE VARELA, ATLANTICO, COLOMBIA.

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INTRODUCCIÓN.
Esta memoria de cálculo estructural se realiza para una losa de cimentación que servirá
para soportar un tanque que almacenará agua dentro de una planta de tratamiento que
se ubicará en la municipalidad Palmar de Varela del Departamento de Atlántico en
Colombia.
Para la memoria de cálculo se considerará una losa rígida de concreto armado por cada
unidad “PRODUCT WATER TANK de 2000 m3”., en planta tipo circular como propuesta
de cimentación con un peralte aproximado de 40 cms. y con una probable banqueta de
80 cm. porque tiene un espacio de hasta 125 cms. ya que la separación entre unidades
de acuerdo al plano que se muestra enseguida es de 2.50 mts.
Localización de los dos tanques PRODUCT WATER TANK DE 2 000 M3. de iguales
dimensiones dentro de la trama de ubicación de unidades de proceso de la planta de
tratamiento. Destacando su posición en la imagen en color azul.

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INTRODUCCIÓN.
para soportar un tanque de acero inoxidable que almacenará liquido dentro de una
planta de tratamiento.
Para el cálculo de los diagramas de cortante y momentos se utiliza el programa SAP
2000v14.
Además, se revisarán los espesores propuestos para el tanque de almacenamiento.
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LA SUB ESTRUCTURA.
Para el diseño de la cimentación del tanque se utilizará la siguiente normativa:
“REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE NSR-10”.
CONDICIONES GEOTÉCNICAS DEL SITIO.
Geológicamente el suelo superficial del sitio corresponde a suelos cuaternarios
conformados por llanuras aluviales, o sea suelos sedimentarios recientes de estratos
bastante potentes que han sido depositados por desbordamiento de rio, y por lo tanto
se conforman desde la superficie hacia profundidad con suelos más finos en la parte
superior con arcillas de mediana a baja plasticidad y /o arcillas de alta plasticidad, (CL,
CH) pasando por limos arenosos y arenas más compactas a profundidad (SW, SP,SM).
DESCRIPCIÓN ESTRATIGRÁFICA GENERAL DEL SITIO-
0,00 – 0,50/0,80 m tierra vegetal.
0,50/0,80 – 1,00/3,50m. Arcilla arenosa orgánica marrón/habana, con trazas de roya,
presencia de raíces, con baja expansiva potencial (40% en la expansión libre del tubo
de ensayo test), de consistencia media-firme a dura. La resistencia al corte, tomada con
un penetrómetro manual arrojó valores entre 0,50 y 2,00 kg/cm2, con valores atípicos
de 4,00 y 4,50 kg/cm2. La N de la prueba de penetración estándar devolvió valores de
de 7 a 20 golpes/pie, con valores atípicos de 25 a 46 golpes/pie. Según el SUCS. este
estrato clasifica como CL, CH.
1,00/3,50 – 3,80/13,20 m Arena fina arcillosa habana/gris, con rastros de óxido,
manchas negras y abundante arcilla lentes de hasta 4,0 m de espesor con un medio
potencial expansivo (50% en el tubo de ensayo libre prueba de expansión). La capa de
arena es de densidad compacta. La N de la prueba de penetración estándar dio valores
de 20 a 40 golpes/pie, con valores atípicos de 46 a 82 golpes/pie. De acuerdo con el
SUCS. esta capa se clasifica como SW SM, SP y en las lentes de arcilla como CL, CH.
3,80/13,20 – 22,00/24,00 m Habana/arcillo arcilloso gris arenoso, con rastros de óxido,
manchas negras y lentes de grano fino a medio arena, hasta 4,0 m de espesor, de
mediana expansión potencial (80% en la prueba de expansión libre en un espécimen),
de consistencia dura a muy dura. La resistencia al corte, tomada con un penetrómetro
manual mostró valores entre 2.00 y 4,50 kg/cm2, con valores atípicos de 0,75 y 1,75
kg/cm2. La N de la prueba de penetración estándar dio valores de 20 a 40 golpes/pie,
con valores llegando a 77 golpes/pie en lentes de arena. De acuerdo a el SUCS. este
estrato clasifica como CL, CH y en las lentes de arena como SM.
22.00/24.00 – 30.00 m Arena habana/arcilla gris, con rastros de óxido, de consistencia
dura a muy dura. La resistencia al corte, tomada con un penetrómetro manual dio valores
entre 2,00 y 4,50 kg/cm2. El N de la prueba de penetración estándar dio valores de 33
a 71 golpes/pie Según el SUCS. este estrato es clasificado como CH.

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Existe nivel freático se estabiliza a unos 5,50 m de profundidad.
Peso específico del suelo (unitario) de 2.20 a 2.21 T/m3.
Los resultados de las pruebas de compresión no confinada se resumen a continuación,
con valores en el rango alto que van desde 2,96 kg/cm2, pasando por 3.50 kg/cm2 y
hasta 5,29 kg/cm2, para la gran mayoría de los ensayes (76), lo que indica la
consistencia dura de los materiales de naturaleza cohesiva:
Estratigrafía sección B-B´
Estratigrafía sección C-C´

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Expansión Teniendo en cuenta que la estratigrafía está compuesta en su mayoría por
estratos arcillosos, libres Los ensayos de dilatación se realizaron en probeta y se
controlaron en un consolidómetro, obteniendo los siguientes resultados: presión de
expansión 51.5 kg/cm2.
De acuerdo con lo anterior, se concluye que los estratos arcillosos y la arcilla Las lentes
presentes en el estrato granular tienen un potencial expansivo de bajo a medio, una
particularidad que hace necesario proyectar un aislamiento de los cimientos en relación
a los estratos arcillosos presentes. en el área de estudio.
LICUACIÓN DE ARENAS. En base a los resultados obtenidos, se puede observar que la
capa arenosa no está susceptibles a procesos de licuefacción.
PARÁMETROS DE DISEÑO GEOTÉCNICO
RECOMENDACIONES DE LA FUNDACIÓN
PROPUESTAS DE CIMENTACIÓN.
Para este tipo de estructuras cilíndricas de acero comúnmente se opta por el uso de
basamentos tipo losa de cimentación, o plataformas compactadas confinadas por un
basamento anular de concreto armado ya sea que éste conste o no de zapata corrida,
para soportar perimetralmente al tanque sobre todo en sus paredes, pero que además
sirva como elemento de fijación del cuerpo del tanque con la propia cimentación por
medio de anclas para que en conjunto la estructura pueda resistir efectos dinámicos de
naturaleza horizontal (viento y sismo) en forma efectiva conservando su estabilidad.
Para el caso se puede optar por los siguientes tipos de arreglo de cimentación:
● Fondo del recipiente sobre base granular.
●Refuerzo lateral con berma de grava.
●Refuerzo lateral mediante muro anular de concreto armado.
●Cimentación con losa de concreto armado.
SISTEMA DE CIMENTACIÓN A BASE DE PLACAS
Este sistema se aplica a la planta de tratamiento de agua y a los racks. consistirá en una
placa sólida (independiente por estructura), descansando sobre un colchón de material
granular seleccionado de 1,00 m de espesor (que formará parte de los rellenos previstos
Ƴ qu

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para llegar a las alturas arquitectónicas del proyecto). Las placas deben diseñarse en
base a los siguientes parámetros:
a) El área de las placas será al menos igual a la proyección horizontal de las estructuras
y será proyectado en base a una presión de contacto (incluyendo la losa de cimentación)
de: P = 5,0 t/m2
Asimismo, se tiene un factor de seguridad directo de 2,71
b) El cojín de material granular seleccionado debe proyectarse con un 1,00 m tarima
perimetral amplia o, en todo caso, suelos duros que impidan la infiltración de aguas de
escorrentía en suelos expansivos.
c) Para las condiciones aquí descritas, existe un módulo de reacción del subsuelo Ks=
3733 t/m3
SISTEMA DE CIMENTACIÓN A BASE DE PILOTES
a) La capacidad máxima admisible de las fundaciones se determinará basado en una
fricción media de 3,05 t/m². Los coeficientes variables de fricción en función de la
profundidad se resumen a continuación:
b) En base a los parámetros anteriores, la capacidad máxima admisible de Las pilas
incluyendo los efectos de grupo vendrán dadas por la siguiente tabla:

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Piso del tanque vitro fusionado
El diseño de la cimentación para construir un tanque se puede realizar en concreto, de
acuerdo con lo descrito en la norma AWWA D-103-09 (última revisión).
El tanque puede contar con un anillo de arranque o de inicio, el cual será apoyado sobre
una platina niveladora ubicada en la viga perimetral del tanque. Una vez instalado este
anillo de arranque, se aplica en la cara interna de las láminas que conformar de este
anillo, un cordón de bentonita (material de arcilla de grano muy fino de contextura
pegajosa), con el objetivo de que, al realizar el vaciado de la viga perimetral, este
quedará embebido en el concreto y al contacto con el cemento que posee un gran
porcentaje de agua, crecerá hasta 8 veces su tamaño, creando un sello interno quien
garantizará la estanqueidad de la losa del tanque. Este anillo de arranque o inicio,
quedara parcialmente embebido en el piso de concreto.
Figura 4. Sección típica de anillo de cimentación.
Diseño estructural de anillo de concreto.
CIMENTACIÓN RECOMENDABLE
PLACA DE CIMENTACIÓN DE CONCRETO REFORZADO
LOSA DE
CONCRETO
REFORZADO
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
CAPA DE
CEMENTO-ARENA

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Figura 5. Sección transversal y condiciones del entorno.
Fuente: Estándar API 650, pag. B-3
Figura 6. Sección transversal del anillo.

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Fuente: Estándar API 650, pag. B-3
CONSIDERACIONES PARA EL CIMIENTO ANULAR. SEGÚN API 650
El estándar API 650 en la sección B4 hace referencia del tipo de cimentación típico, el
cual consta de un anillo de concreto. Dicho anillo debe de cumplir las siguientes
especificaciones.
●El espesor del anillo debe ser como mínimo de 12 pulgadas como se aprecia en la figura
4
●El lugar de contacto entre el tanque y el suelo debe ser de material compactado y libre
de arena como se aprecia en la figura 5
●La pared del tanque debe descansar sobre el cimiento de forma concéntrica, es decir
en el centro del cimiento como se observa en la figura 4
●Los bordes superiores del anillo de cimentación deben tener pendientes de 100% y
50% respectivamente como se aprecia en la figura 6
ANCLAJES.
Un tanque tiene que ser anclado si no cumple con ciertas características de estabilidad,
pero no es imperativo que sea anclado, según API 650, si las cumple con márgenes de
seguridad satisfactorios.
Las justificaciones de anclado son las siguientes:

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Anclaje por sismo.
El tanque no es capaz de soportar por estabilidad propia el deslizamiento y/o volteo
causado por la masa del contenido y la de su estructura, siendo afectados por
aceleraciones sísmicas.
Anclaje por viento.
El tanque no es capaz de soportar por estabilidad propia el deslizamiento y/o volteo
causado por la presión del viento al ejercerse esta sobre la proyección de la pared y el
techo del tanque.
Anclaje por riesgo de inundación.
Si el sitio de erección del tanque presenta la posibilidad de que se inunde, implica el
riesgo de que el tanque llegue a flotar y moverse de su sitio. Con el fin de contrarrestar
este riesgo, se requieren anclajes para fijarlo al suelo y evitar movimientos del mismo.
Anclaje por pedimento del propietario.
El propietario del tanque puede llegar a solicitar la implementación de anclajes por
requerimientos propios de seguridad y/o económicos.
Figura 7. Anclaje típico de anillo de cimentación y tanque.
Fuente: Robert S. Wosniak Steel, Pag. 29-B
No se permitirá permeabilidad de agua entre el tanque y el exterior.
Para ello, se debe hacer un sistema de vaciado monolítico entre la cimentación del
tanque y el primer cuerpo del mismo, de tal forma que no se presenten juntas
constructivas que puedan generar fisuras que puedan ser puntos de escape de agua
desde el interior del tanque hacia el exterior.
Se deberá tener en cuenta durante el diseño de la cimentación del tanque, que ésta
deberá ser diseñada para soportar los esfuerzos generados por el tanque cuando tenga
almacenada su capacidad máxima y además esta losa deberá tener una pendiente
mínima del 1%, hacia la salida de la tubería de desagüe.

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BASE DE TANQUE PILOTEADO.
Enfoque tradicional para organizar cimientos piloteados.
Este tipo de cimientos se usa con bastante frecuencia en sitios con suelos blandos. La
experiencia en la construcción de edificios industriales y civiles muestra que, en la
mayoría de los casos, los pilotes pueden ayudar a lograr el nivel aceptable de
hundimiento de la construcción. Sin embargo, la práctica de la cimentación de pilotes en
la construcción de tanques muestra que no siempre ayuda a obtener los resultados
deseados. Junto con esto, este tipo de cimentación consume bastante dinero y el nivel
de gasto de capital es casi igual al costo de las estructuras metálicas en sí.
No se registró en ninguna ocasión que los tanques sobre cimientos piloteados mostrarán
hundimientos más altos que los que se habían planificado en el curso de las pruebas
hidráulicas, que ascendían a la mitad del nivel de hundimiento previsto para todo el
período de vida útil del tanque.
El uso ineficaz de cimientos piloteados en la construcción de tanques puede explicarse
por lo siguiente:
En el caso de tanques grandes, los pilotes con la longitud habitual de 0,25 veces el
diámetro del tanque y menos, se ubican en el área de máxima tensión vertical en el
fondo del tanque. Es por eso que la reducción de la tensión al hacer la cimentación más
profunda no tiene suficiente influencia en el hundimiento de dicha cimentación.
El uso de pilotes de cimentación puede incluso ser peligroso cuando hay capas de mayor
compresibilidad a gran profundidad bajo el fondo del tanque. No siempre es posible
revelar tales capas debido a las dificultades técnicas relacionadas con el punzonado y la
toma de muestras de suelo a gran profundidad.
Los especialistas tienden a pensar que la cimentación desplantada con un relleno
monolítico compactado representa una construcción suficientemente rígida. Hay ciertos
resultados de levantamientos y hundimientos para tanques con cimentación de pilotes
que niegan convincentemente este punto de vista.
Cimentaciones con pilotes bajo fondo de excavación y con emparrillado de acero-
hormigón
Como resultado de muchos años de experiencia en la construcción de tanques en suelos
saturados de agua blanda, existen varias medidas efectivas para la preparación del
fondo. el objetivo principal de estas medidas es comprimir el suelo blando antes de iniciar
los procedimientos de construcción, lo que tiene como objetivo mejorar las
características físico-mecánicas del suelo.
Se supone que esto se logra mediante el uso de pilotes prismáticos hincados de varias
longitudes y secciones transversales en combinación con parrillas de acero y losas de
concreto. Los pilotes se instalan, por regla general, debajo del fondo de la excavación
en forma de campo de pilotes completo, cada pilote está a una distancia mínima de 1
m. del otro

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También se utilizan cimentaciones con pilotes bajo todo el fondo y con lecho intermedio.
Aquí se coloca una capa de piedra triturada o material granular sobre los pilotes y sirve
en lugar de la capa de hierro y hormigón.
Arena compacta
Arcilla blanda
Placa base de concreto
Relleno compactado
Tanque de almacenamiento
CIMENTACION PILOTEADA PROPUESTA AL CASO

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MEMORIA DE CÁLCULO.
para soportar un tanque de acero inoxidable que almacenará liquido dentro de una
planta de tratamiento.
Para el cálculo de los diagramas de cortante y momentos se utiliza el programa SAP
2000v14.
Además, se revisarán los espesores propuestos para el tanque de almacenamiento.
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LA SUB ESTRUCTURA.
Para el diseño de la cimentación del tanque se utilizará la siguiente normativa:
“REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE NSR-10”.
MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ESTRUCTURA
La cimentación propuesta es una losa de concreto f´c= 250 Kg/cm2
. Con dimensiones
de 18.40m de diámetro total y un peralte de total de 0.40m.
REVISIÓN DE ESPESORES DE PARED DE ACERO INOXIDABLE DEL
TANQUE.
Datos para el cálculo:
Diámetro (D)…...…………………........................................................………….1780 cms
Altura (h)……………………….........................................................………………900 cms
Material……………………................................................................…acero inox tipo 304
Esfuerzo de diseño (sd)…….............................................................………..1989 kg/cm2
Liquido a contener………...................................................................………agua potable
Peso específico (G)………............................................................……………..............1.0
Dimensiones de las placas
Largo……………………….......................................................……………………305 cms
Ancho…………………......................................................………………………...180 cms
CALCULO DE ESPESORES DE PLANCHAS DE PARED PARA TANQUES, SEGÚN API 650
Cálculo de espesores del cuerpo por el método de un pie (api-650)
Con este método se calcula el espesor requerido de la pared del tanque por condiciones
de diseño, considerando una sección transversal ubicada a 304.8mm por debajo de la
unión de cada anillo.
td=Espesor de diseño.
tt=Espesor prueba hidrostática

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436.6-344 491.25-368.57
No. anillo Altura
hidrostática
H
Espesor de
prueba
H
Espesor de
diseño sin
corrosión
Espesores
de hoja de
datos
Espesor de
diseño con
corrosión
Espesor
adoptado
H (m) tt (mm.) td (mm.) (mm.) td (mm.) t (mm.)
1 9.00 2.205854 ¼” (6.35) N.A. (6.35)
2 7.20 1.74947 ¼” (6.35) N.A. (6.35)
3 5.40 1.29308 ¼” (6.35) N.A. (6.35)
4 3.60 0.83670 3/16”(4.79) N.A. (4.79)
5 1.80 0.38031 3/16”(4.79) N.A. (4.79)
Cálculo de espesores del cuerpo por el método de un pie (api-650).
17.80 m
9.00 m
1.00
344 MPa
655 860
344
369
369 MPa
1.00
0.00 mm.

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Con este método se calcula el espesor requerido de la pared del tanque por condiciones
de diseño, considerando una sección transversal ubicada a 304.8mm por debajo de la
unión de cada anillo.
Espesores de placas del tanque
Anillo no 1……………………. placa de 1/4
La sección propuesta cumple satisfactoriamente por condiciones de diseño
Diseño del fondo
Los tanques de acuerdo a API 650 requieren un espesor mínimo de las planchas, tanto
en el fondo como en el techo de 6 mm. Por especificación, para aceros al carbón, pero
aquí no aplica por ser acero inoxidable
Los fondos de tanques de almacenamiento cilíndricos verticales son generalmente
fabricados de placas de acero con un espesor menor que el usado en el cuerpo, esto
es posible para el fondo, porque se encuentra soportado por una base de concreto,
arena o asfalto, los cuales soportaran el peso de la columna del producto, además, la
función del fondo es lograr la hermeticidad para que el producto no se filtre por la base.
Fondo del tanque
h= 9.00 m
P= 1000 x 9.00 = 9000 kg/m2
Espesor propuesto t=0.002667 (lamina calibre 12)
𝜎𝑡 =
9000 𝑋 17.80
4 𝑋 0.002667𝑋10000
= 1501.68 kg/cm2
como:
1501.68<1630<2040 la sección propuesta es aceptable
Se adopta como mínimo lamina Cal 12.

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Análisis de la placa con SAP2000 v14
Diseño de losa de cimentación de 19.4m de diámetro x 0.40m de espesor.
Se determina entonces, con el análisis de carga una carga muerta:
D = 910 Kg/m2
.
Carga muerta por el peso del tanque lleno:
Volumen de agua = 8.92
x 3.1416 x 9.0 = 2240m3
Peso total del agua = 2240 x 1 = 2240 ton
Peso del tanque = 34.425 ton
Peso total por metro cuadrado de carga muerta
D = 2274425 / 295.59 = 7695 kg/m2
+ 910 kg/m2
D = 8605 kg/m2
Losa maciza.
1.99 Ton/m3
2.40 Ton/m3
Pza.
1 0.030 Ton.
1 0.840 Ton.
0.870 Ton.
+ Carga adicional Concreto y Mortero NTC-04 = 0.040 Ton.
Peso de 1 m2
de losa maciza = Kg
Espesor de Losa 1.00 1.00 0.350 2.40
Plantilla de concreto simple 1.00 1.00 0.015 1.99
Peso.
Densidad.
Material. Largo(m) Ancho(m) Espesor(m) Densidad
Espesor de Losa 20 cm
Plantilla de concreto simple
creto simple
Materiales necesarios para cubrir un claro de 1 metro cuadrado de losa maciza.
Material. Características
Total =
909.85

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De la norma NSR-10 para la carga viva tenemos:
La carga viva para la losa de cimentación se considerará de L = 600 Kg/m2
.
Que es la carga viva para estructuras de almacenamiento.
Como la carga a transmitir al suelo es de 9.2 ton/m2
que son superiores a los 5.0 ton/m2
que se reportan en el estudio geotécnico para losas de cimentación, se requerirá
reforzar la losa de cimentación mediante pilotes.
Para el diseño sísmico se utilizará un espectro de diseño que se calcula con los
parámetros dados por el estudio geotécnico realizado para el proyecto y la normativa de
diseño sismorresistente colombiana NSR-10.
Los datos proporcionados por el estudio geotécnico para el análisis del espectro sísmico
nos indican los siguientes valores:
Aa = 0.10
Av = 0.10
Fa = 1.60
Fv = 2.40
Que nos servirán para obtener el espectro con las siguientes ecuaciones:

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Una vez definido el espectro de diseño sísmico se introduce en el software para su
posterior análisis.
La combinación de carga a utilizar será U = 1.2D + 1.0E + 1.0L según la ecuación
B.2.4-5 de la norma colombiana NSR-10.

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MODELAMIENTO Y REVISION DE LA CIMENTACION.
Utilizando el programa SAP 2000v14 se modela la losa de cimentación para ingresar las
cargas anteriormente calculadas para el análisis.
Modelado de la cimentación
Aplicación de la carga viva
Aplicación de la carga muerta por peso del tanque

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Diagramas de momento y cortantes resultantes del análisis.
Con la combinación de carga U = 1.2D + 1.0E + 1.0L se obtienen los siguientes
diagramas de momento y cortantes, así como los valores máximos de momentos
positivos, negativos y cortantes.
Diagrama de cortantes
Diagrama de momentos
Momento máximo: 163167.72 kg-m
Cortante máximo: 80897.02 kg

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UBICACIÓN
PALMAR DE VARELA,
ÁREA
SUBESTRUCTURA
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REVISÓ
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.
DISCIPLINA
ESTRUCTURAL
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Determinación del peralte necesario efectivo.
𝑑 𝑛𝑒𝑐 = √
𝑀𝑢
𝐾𝑢 ∙ 𝑏
Para f´c= 250 kg/cm2
Ku = 54.8
163167.72
54.8 ∙ 1
d nec = 54.49 cm
Como el peralte efectivo resulta ser de 55cm, además de que, como se mencionó anteriormente,
la capacidad de carga que se genera en el suelo rebasa la capacidad de carga admisible que se
reporta en el estudio geotécnico, se analiza la losa con los pilotes que servirán además como
punto de apoyo de la misma, lo que reducirá los esfuerzos de momento y cortante que se
presentan, la distribución de los pilotes se muestra en la siguiente figura:
Colocando un total de 69 pilotes, se obtienen los siguientes diagramas de esfuerzo y cortante:

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Diagrama de cortantes
Diagrama de momentos
Momento máximo: 15638 kg-m
Cortante máximo: 23770 kg
Determinación del peralte necesario efectivo.
𝑀𝑢
𝐾𝑢 ∙ 𝑏
Para f´c= 250 kg/cm2
Ku = 54.8

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15638
54.8 ∙ 1
d nec = 16.89 cm
Revisión a cortante.
∅ 𝑉𝑐 = 0.85 ( 𝑏 ∙ 𝑑 ∙ 0.53 √𝑓′𝑐 )
∅ 𝑉𝑐 = 0.85 ( 100 ∙ 30 ∙ 0.53 √250)
∅ 𝑉𝑐 = 21369.09 Kg
Como 21369.09 < 23770 se requiere incrementar la sección
Se incrementa la sección a 35cm de peralte efectivo, es decir un peralte total de 60cm.
∅ 𝑉𝑐 = 0.85 ( 𝑏 ∙ 𝑑 ∙ 0.53 √𝑓′𝑐 )
∅ 𝑉𝑐 = 0.85 ( 100 ∙ 55 ∙ 0.53 √250)
∅ 𝑉𝑐 = 24930 Kg
Cálculo del acero de refuerzo.
𝐴𝑠 = 𝑊𝑏𝑑 − √(𝑊𝑏𝑑)2 −
2 𝑀𝑢 𝑊𝑏
∅ 𝑓𝑦
𝑊 =
0.85 𝑓´𝑐
4200
= 0.0505
𝐴𝑠 = 0.0505𝑥100𝑥37 − √(0.0505𝑥100𝑥37)2 −
2𝑥15638𝑥0.0505𝑥100
0.90𝑥4200
As = 11.63 cm2
Utilizando varilla de 5/8” el número de varillas requerido es:
Nvars = 11.63 / 1.98 = 6 varillas de 5/8”.
Separación = 100 / Nvars -1 = 100/ 5 = 20 cm
Se colocarán varillas de 5/8” @ 20 cm c.a.c. en lecho superior e inferior en ambos sentidos.

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Revisión de pilotes propuestos para la reducción de esfuerzos en la losa de
cimentación.
Como la capacidad admisible del suelo es de 5 ton/m2
y se tiene una carga distribuida
sobre el suelo por el tanque y su losa de cimentación de 9.2 ton/m2
se tiene una
diferencia de 4.2 ton/m2
que multiplicados por el área de contacto con el suelo nos da:
Carga total a absorber con los pilotes = 4.2 x 295.59 = 1241.48 ton
Carga a absorber por pilote = 1241.48 / 69 = 18 ton
De la información del estudio de mecánica de suelos del proyecto, sobre la capacidad
de carga por fuste del pilote tenemos:
Por lo que se construirán los pilotes de 40cm de diámetro a 20 metros de profundidad.
Para determinar el armado de los pilotes tenemos de los resultados del análisis los
siguientes esfuerzos con el momento máximo determinado.

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A continuación, procedemos a modelar un pilote con estos esfuerzos que se generan
en la cabeza para obtener el armado óptimo necesario.

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Con un armado longitudinal de 6 varillas de ½” y estribos de 3/8” @ 20cm se tiene que
los pilotes trabajaran al 70% de su capacidad.

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Croquis de armados de la losa en corte lateral

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Conclusiones.
La cimentación estará constituida por una losa de cimentación con un diámetro de 19.4m
y un peralte total de 40cm, con un recubrimiento en el armado de 3cm. El armado de la
losa consiste en parrillas cuadriculadas con varilla de 5/8 @ 20 cm c.a.c. en lechos
superior e inferior.
La losa se reforzará mediante 69 pilotes de 40cm de diámetro armados con 6 varillas de
½ y estribos de 3/8 @ 20 cm con un recubrimiento de 3cm. La profundidad de los pilotes
será de 20 metros por debajo del lecho inferior de la losa, y se continuará con su armado
hasta el lecho superior de la misma para amarrarlo a la cuadricula de varillas de 5/8 de
la losa de cimentación.
Deberán seguirse las recomendaciones anexas en el estudio geotécnico para el
proyecto EFFLUENT TREATMENT PLANT.
La cimentación indicada en los planos correspondientes a esta memoria de cálculo
cumple satisfactoriamente con los criterios de los estados límite de servicio de la Norma
colombiana sismo resistente NSR -10.
ATTE.
EL CONSULTOR:
ING. VÍCTOR ALFONSO LÓPEZ GONZALEZ.
CED. PROF. 10 592 853

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