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Se construirán embalses de hormigón armado para almacenar agua. El diseño de tanques de hormigón armado se basa en IS 3370: 2009 (Partes I – IV). El diseño depende de la ubicación del tanque: tanque de agua elevado, sobre el suelo o subterráneo. Los tanques se pueden fabricar en una variedad de formas, siendo las redondas y rectangulares las más utilizadas. Los tanques pueden ser de hormigón armado o de acero. Los tanques elevados (tanques elevados) generalmente se elevan desde el techo a través de pilares. Los tanques subterráneos, por otro lado, se colocan sobre cimientos. Este artículo describe los requisitos de diseño para tanques de agua de hormigón armado.
Tabla de contenido
- 1. Tipos de tanques RCC
- 2. Fundamentos del diseño de tanques de concreto
- 3. Tensión admisible del hormigón
- 4. Tensión admisible del acero
- 5. Estrés por cambios de temperatura y humedad
- 6. Piso del tanque de hormigón armado
- 7. Muro de tanque de concreto
- 8. Techo del tanque de agua RCC
- 9. Refuerzo mínimo de tanques RCC
1. Tipos de tanques RCC
Se clasifican como se muestra en la Tabla 1 de acuerdo a la posición y forma del tanque de agua.
Tabla 1 Tipos de tanques RCC basados en ubicación y forma
tipo de acuario | |
Basado en la ubicación del tanque de agua | dependiendo de la forma del tanque |
tanque subterráneo | tanque cuadrado |
tanque en el suelo | tanque circular |
tanque elevado* | tanque esférico |
inzetanque | |
tanque circular con fondo cónico | |
*La estética circundante y el diseño estructural controlan la forma del tanque superior. |
2. Fundamentos del diseño de tanques de concreto
El diseño de los tanques de agua de RCC debe basarse en una resistencia suficiente a las grietas y en una fuerza suficiente para evitar fugas. Para lograr esto, se hacen las siguientes suposiciones.
- Una parte plana antes de doblarse permanece plana después de doblarse
- Tanto el hormigón como el acero son perfectamente elásticos y tienen valores de relación modular dados en IS 456-Tabla 21.
- Cálculo del estrés. Tanto para flexión como para tensiones directas relacionadas con la resistencia a la fisuración, o una combinación de ambas, se debe ensayar el hormigón que contiene la cubierta junto con las barras de refuerzo, siempre que los esfuerzos de tracción en el hormigón se limiten a los valores dados en la Tabla 2. Puede considerar toda la sección transversal.
- Ignore la resistencia a la tracción del hormigón al calcular la resistencia.
3. Tensión admisible del hormigón
Esfuerzo de fisura permisible
El hormigón del tanque no debe tener fugas. Esto se puede lograr eligiendo concreto con un grado de M20 o superior, y el concreto cerca de la superficie del agua debe estar libre de grietas. Por lo tanto, el espesor de la pared del tanque debe diseñarse de modo que la tensión sobre el concreto sea menor que los valores de la Tabla 2 para que el concreto no se agriete en la superficie del agua. Para piezas de menos de 225 mm. Estos esfuerzos de flexión permisibles también se aplican a la cara alejada del líquido.
Tabla 2 Tensión admisible del hormigón (para el cálculo de la resistencia al hormigón)
grado de concreto | tensión admisible del hormigón | |
Tensión recta N/mm2 | tensión de flexión N/mm2 | |
M15 | 1.1 | 1.5 |
M20 | 1.2 | 1.7 |
M25 | 1.3 | 1.8 |
M30 | 1.5 | 2.0 |
M35 | 1.6 | 2.2 |
M40 | 1.7 | 2.4 |
Tensión admisible para el cálculo de la resistencia
Para los cálculos de resistencia, la tensión admisible del hormigón debe cumplir con los valores dados en las Tablas 3 y 4.
Tabla 3 Tensión admisible del hormigón para el cálculo de la resistencia
grado de concreto | Tensión admisible en compresión, N/mm2 | Esfuerzo admisible (promedio) al unir barras planas durante la tensión, N/mm2 | |
directamente | doblando | ||
M25 | 6 | 8.5 | 0.9 |
M30 | 8 | Diez | 1 |
M35 | 9 | 11.5 | 1.1 |
M40 | Diez | 13 | 1.2 |
M45 | 11 | 14.5 | 1.3 |
M50 | 12 | dieciséis | 1.4 |
Tabla 4 Esfuerzo cortante permisible del concreto
100*como/día | Esfuerzo cortante admisible del hormigón, N/mm2 | |||
M25 | M30 | M35 | M40 o más | |
?0.15 | 0.19 | 0.20 | 0.200 | 0.20 |
0.25 | 0.23 | 0.23 | 0.230 | 0.23 |
0.50 | 0.31 | 0.310 | 0.31 | 0.32 |
0.75 | 0.36 | 0.37 | 0.37 | 0.38 |
1 | 0.40 | 0.41 | 0.42 | 0.42 |
1.25 | 0.44 | 0,45 | 0,45 | 0.46 |
1.50 | 0.46 | 0.48 | 0.49 | 0.49 |
1.75 | 0.49 | 0.50 | 0.52 | 0.52 |
2 | 0.51 | 0.53 | 0.54 | 0,55 |
2.25 | 0.53 | 0,55 | 0,56 | 0.57 |
2.50 | 0,55 | 0.57 | 0.58 | 0,60 |
2.75 | 0,56 | 0.58 | 0,60 | 0,62 |
3 o más | 0.57 | 0,60 | 0,62 | 0,63 |
As: área reforzada vertical |
4. Tensión admisible del acero
Para evitar el agrietamiento del concreto, la tensión en el acero no debe exceder los siguientes valores en varios lugares:
- 115 N/mm cuando el acero se coloca cerca de la cara del miembro en contacto con el líquido2 Para barras de acero dulce y 150 N/mm2 Para barras corrugadas de alta resistencia.
- Si el acero se coloca en el lado opuesto al líquido de un elemento con un espesor de 225 mm o más, la tensión admisible en el acero debe ser de 125 N/mm2 Para barras de acero dulce, 190 N/mm2 Para barras corrugadas de alta resistencia.
- Igual que el anterior para miembros con espesor de placa inferior a 225 mm y materiales de acero colocados en el lado opuesto al líquido.
5. Estrés por cambios de temperatura y humedad
No es necesario calcular las tensiones debidas a los cambios de temperatura y humedad en el hormigón por separado si se cumplen las siguientes condiciones:
- Los refuerzos proporcionados están por encima de los refuerzos mínimos descritos en los apartados siguientes.
- Aplicación adecuada de las recomendaciones de la IS 3370 (parte 1) para juntas de movimiento y una capa deslizante adecuada debajo del tanque de agua.
- Los tanques se deben aplicar para el almacenamiento de agua o líquidos acuosos a temperatura ambiente o cerca de ella.
- El hormigón nunca se seca.
- Se tomarán las medidas adecuadas para evitar el agrietamiento del hormigón durante la construcción y hasta la puesta en servicio del tanque.
Sin embargo, las variaciones de humedad y temperatura deben calcularse por separado en los siguientes casos:
- El factor de contracción asumido es .
- Revestimiento permeable utilizado para tanques de agua. En este caso, se debe tener en cuenta la posibilidad de que el tanque se seque.
Nota: contenido de cemento desde 330Kg/m3 ~550 kg/m3 debe usarse para minimizar la contracción.
6. Piso del tanque de hormigón armado
articulación móvil
Las juntas móviles deben proporcionarse de acuerdo con IS 3770 (Parte I).
Coloque el piso del tanque de agua RCC en el suelo
- Colocar una capa de hormigón pobre de no menos de 75 mm de espesor sobre el suelo.
- M15 se usa típicamente para hormigón pobre.
- Emplear M20 en hormigón pobre en presencia de suelos agresivos y agua tóxica
- Considere hormigón resistente a los sulfatos si es necesario
- Instale una capa de lámina de polietileno entre el hormigón pobre y el piso
- Piso de fundición de una sola capa
El piso del tanque se coloca sobre soportes.
- Es necesario considerar el momento de flexión debido al peso propio y la carga de agua en el diseño.
- Se debe tener especial cuidado durante el diseño del piso del tanque de agua de celdas múltiples.
- Finalmente, si la pared y el piso están rígidamente conectados, la combinación de momentos y otras cargas transmitidas en la junta deben ser consideradas en el diseño del piso.
7. Muro de tanque de concreto
Suministro de juntas
Las juntas deslizantes se pueden utilizar cuando:
- Es deseable que las paredes se puedan estirar independientemente del piso.
- Evita momentos en la base de la pared por fijación al suelo.
Presión de la pared del tanque de agua RCC
- A la presión del líquido se le sumará la presión del gas provocada por la presencia de tapas de tanques fijas o flotantes.
- Si el tanque de agua está construido en el suelo o terraplenado contra él, se debe considerar la presión de la tierra en el diseño de la pared.
8. Techo del tanque de agua RCC
Si el techo y las paredes son monolíticas, es importante asegurarse de que las juntas móviles del techo se correspondan con las juntas móviles de la pared para evitar posibles grietas simpáticas. Sin embargo, el movimiento entre el techo y las paredes utiliza una junta deslizante. La correspondencia conjunta no es tan importante. Asimismo, para los depósitos que almacenan agua doméstica, el techo debe ser impermeable. Esto se puede lograr limitando las tensiones como el resto del tanque, utilizando una cubierta de membrana impermeable o proporcionando una pendiente para garantizar un drenaje adecuado.
9. Refuerzo mínimo de tanques RCC
La armadura mínima necesaria para una sección de 199 mm de espesor es del 0,3 % del área de la sección de hormigón, disminuyendo linealmente hasta el 0,2 % para una sección de 450 mm de espesor. Además, para losas de piso de tanques puestos a tierra, el refuerzo mínimo por consideraciones prácticas no debe ser inferior al 0,3% del área transversal total de la losa de piso. Finalmente, si una sección (pared del tanque, piso o losa del techo) tendrá un espesor de 225 mm, coloque dos capas de varillas de refuerzo, una cerca de cada sección, para cumplir con los requisitos mínimos de refuerzo necesarios.