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Untitled Prezi

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by

Mary Garcia

on 16 December 2014

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Transcript of Untitled Prezi

AMENAZA SISMICA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
OBJETIVOS
JUSTIFICACIÓN
BASES LEGALES
Autor:
Br. Athenas Di Tomo
Br. Mary García

Tutor:
Ing. José Amato

Ciudad Guayana, diciembre de 2014
CAPÍTULO I
El Problema
CAPÍTULO II
Marco Teórico
COMPORTAMIENTO DE TANQUES DURANTE EL SISMO
FILOSOFÍA Y ANÁLISIS DE DISEÑO
Este trabajo se enfocó en el comité americano ACI 350.3-06 quien a su vez está íntimamente ligado en el modelo analítico equivalente de Housner.
MODELO MECÁNICO EQUIVALENTE
El modelo supuesto posee 2 movimientos independientes y simultáneos que puedes ser trabajados independientemente bajo los arreglos matemáticos correspondientes
CAPÍTULO III
Marco Metodológico
MARCO METDOLÓGICO
Investigación esta basada en un
estudio descriptivo
. Los estudios buscan especificar las propiedades, las características, procesos, objetos o cualquier otro fenómeno que se someta a un análisis
CAPÍTULO IV
Análisis de Resultados
ANÁLISIS SÍSMICO DE TANQUES DE CONCRETO ARMADO CONSIDERANDO LOS EFECTOS IMPULSIVOS Y CONVECTIVOS DEL LÍQUIDO
ANÁLISIS COMPARATIVO DE CÓDIGOS APLICADOS
DIAGRAMAS DE FLUJO
Describe el procedimiento para el diseño de estructuras de concreto para el almacenamiento de líquido sometidas a cargas sísmicas
HOJA DE CALCULO
RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
CAPÍTULO VI
Conclusiones y Recomendaciones
VALIDACIÓN DE CÁLCULO
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Objetivo General
Realizar un procedimiento de diseño sísmico de tanques de concreto armado considerando los efectos impulsivos y convectivos del líquido según la norma (ACI 350.03, 2006).
Realizar un manual explicativo del procedimiento de diseño sísmico para los distintos tipos de tanque de concreto armado incluyendo los efectos impulsivos y convectivos del líquido.
Diseñar plantillas de cálculo que ofrezca el diseño sísmico de tanques de concreto armado de forma sistemática y eficiente
Establecer equivalencia de términos y factores sísmicos venezolanos con la norma COVENIN 1756-2001 “Edificaciones Sismorresistentes”, y la norma americana (ASCE 7, 2010).
Analizar los articulados de la normas ACI 350.3-06, (ASCE 7, 2010) y COVENIN 1756-2001 para el análisis sísmico de estructuras contenedoras de liquido
Objetivos Específicos
Elaborar un diagrama de flujo resumen que sirva como guía de procedimiento para el diseño sísmico de tanques de concreto armado.
Capacidad Resistente
Capacidad de Deformacion
Demanda
Este proyecto busca garantizar la operatividad de los tanques de almacenamiento de concreto armado después de un evento sísmico
Dicha propuesta busca proveer al usuario de una herramienta múltiple que contendrá procedimientos teóricos y prácticos para el correcto análisis e interpretación para tanques de concreto armado.
El procedimiento practico aquí planteado será una metodología de análisis y diseño sísmico para tanques de concreto armado.
COVENIN 1756-2001
ACI 350.3-06
ACI 350.03-06
ASCE 7-10
COVENIN 1756.01
“Diseño Sísmicos para Estructuras de Concreto Contenedoras de Líquido y Comentarios”
Emitida por el Instituto Americano de Concreto en el año 2006.
“Cargas de Diseño Mínimas para Edificios y otras estructuras”
Emitida por La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles.
“Edificaciones Sismo Resistentes y Comentarios”
Emitida en el año 2001 por el Comité Venezolano de Normas Industriales.
SISMO
Son el resultado de una liberación súbita de energía causada por la colisión de las placas tectónicas
VENEZUELA
80% DE LOS HABITANTES

Masa Convectiva
Masa
Impulsiva
Efectos Hidrodinámicos
Investigación del
tipo aplicada
, ya que está apoyada en un marco teórico y busca la aplicación o utilización de los conocimientos que se adquieran para resolver, de manera práctica, un problema conocido.

ACI 350.3-06
ASCE 7-10
COVENIN 1756.01
El espectro de respuesta es la base para determinación de las fuerzas de inercia máximas que produciría un temblor en una construcción que posee frecuencias y modos naturales de vibración debido a sus características de masa rígida
Espectros de respuesta
Espectros de respuesta
ASCE 7 - 10
COVENIN1756-01
representa la aceleración de respuesta espectral de diseño, con amortiguamiento de 5%, en periodos cortos, expresado en una fracción de la aceleración espectral.
FACTOR DE IMPORTANCIA I
La explicación a esta relación es debido a su orígenes en valores estadísticos que se utilizan en el diseño sísmico de tanques los cuales son :
Probabilidad de excedencia (1-P),
Vida útil (t),
Periodo de retorno
Equivalencia de términos
Obtenemos así las siguientes expresiones:
Aplicación de Espectros
Se desarrolló el cálculo de diferentes espectros de respuesta con las normas seleccionadas. La metodología aplicada trabaja tres zonas de riesgo:
bajo, medio y alto.
I = 1
En ambas normas
Espectros de Respuesta
TANQUES CIRCULARES
TANQUES RECTANGULARES
INTERACCIÓN LÍQUIDO-ESTRUCTURA
Tanto la estructura del tanque, como la estabilidad sísmica basan su cálculo en una altura de liquido de diseño que puede ser diferente de acuerdo a las especificaciones dadas
TANQUES CIRCULARES
EJEMPLO A1
EJEMPLO A2
TANQUES RECTANGULARES
EJEMPLO B1
EJEMPLO B2
SISMO EN X
SISMO EN Y
MODELADO DE TANQUES
SOFTWARE SAP2000
Los daños reportados a causa de sismos en tanques almacenadores podrían ser identificados en las siguientes categorías:
Daños en la tapa o techos, cerca de los nodos
Inestabilidad del depósito contra volcamiento y exceso de tensiones sobre el suelo, en donde es sobrepasada la capacidad de soporte de éste.
Daños en tuberías de entrada o salida conectados al tanque o de elementos sobrepuestos, tales como escaleras de acceso o similares
Fallas en la fundación como licuefacción
Grietas de macro o micro magnitud por la falta de capacidad de soportar los esfuerzos actuantes en el sismo
Todo daño en las estructuras mencionadas que vaya más allá de pérdidas superficiales del material, debiera ser examinado y diagnosticado por un especialista
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
PRESIÓN IMPULSIVA
PRESIÓN CONVECTIVA
Tiene una variación en planta según el ángulo en el que se analice, esto representa una doble variación en la aplicación de la carga, el perfil es variable en altura y según el ángulo medido desde el centro del tanque
Especificación ACI 350.03
Se trabajaron distintos casos de cargas para el sismo. en los cuales la masa participativas fueron: Peso propio de la estructura, carga estática del agua, presiones impulsivas y presiones convectivas.
La norma ACI 350.3-06 es un código claro y eficaz en su articulado, la cual permite un análisis sísmico completo, con resultados óptimos para un diseño confiable de tanques de concreto armado.

La hoja de cálculo desarrollada en Microsoft Excel resulta ser una herramienta clara y confiable en su contenido, permitiendo diferenciar entre los distintos tipos de configuraciones de tanques de hormigón

El manual de procedimiento es un instrumento que busca ofrecer la correcta compresión y análisis de cargas para el diseño sísmico de tanques de concreto armado

Se compararon las solicitaciones sobre las paredes de los tanques donde los resultados arrojados del análisis estático y por elementos finitos son similares.


ANÁLISIS SÍSMICO DE TANQUES DE CONCRETO ARMADO CONSIDERANDO LOS EFECTOS IMPULSIVOS Y CONVECTIVOS DEL LÍQUIDO

Los diagramas de flujo exhibidos, describen un proceso sistemático y auto-explicativo para realizar el cálculo de cargas equivalentes al sismo aplicados a tanques de concreto armado.

Los resultados más desfavorables se consiguen para el caso de carga en el que se incluye el perfil convectivo e impulsivo como masas para el espectro.
Modo Impulsivo y Convectivo
Retoma el planteamiento del comportamiento dinámico del fluido y presenta un procedimiento de análisis simplificado basado en un modelo Masa-Resorte.
HOUSNER
(1957)
"El modelo de Housner, permite evaluar simplificadamente la respuesta dinámica de un depósito con líquido en su interior. El modelo es el resultado de integración de la ecuación diferencial que representa el fenómeno dinámico del contenido"
• Se trabaja sin efectos de viscosidad del líquido contenido.

• El líquido contenido es incompresible irrotacional e inicialmente en reposo.

• Se considera que no hay aire atrapado.

• La estructura del depósito es rígida y el material que la conforma permanece trabajando en el rango elástico

• Los términos no lineales en la ecuación fundamental del movimiento, pueden ser despreciados (no hay cavitación).
HIPÓTESIS Y CONSIDERACIONES
ACI 350.03
COVENIN 1756-01
SISMICIDAD
ANÁLISIS SÍSMICO
ANÁLISIS SÍSMICO
ANÁLISIS SÍSMICO Y HOJA RESUMEN
PRESENTACION
ESTRUCTURA
SDS
SD1
Factor de importancia
Suelos
Los tanques de concreto armado son estructuras importantes en la ingeniería civil, destinadas a contener líquidos como:
Aguas
Combustibles
Sustancias químicas
Son vitales
Sistemas de distribución de agua en una población
Plantas de producción que almacenan sustancias corrosivas
Industrias petroquímicas y nucleares

COMPORTAMIENTO SEGURO
Perdidas económicas por reposición
Desastres ambientales
Perdidas Humanas
Cuando un tanque se encuentra contenido por un fluido y es sometido a acciones sísmicas, éste no se comporta como las estructuras tradicionales .
Fuerzas Impulsivas
Fuerzas Convectivas
No contempla una reglamentación clara para el análisis sísmicos de reservorios
Otorga los parámetros y modelos dinámicos para un correcto análisis sísmico
Ante esto, surge la necesidad crear un manual que explique el procedimiento de cálculo de tanques de concreto armado
Ampliar el análisis propuesto con la incorporación de tanques elevados, con la interpretación de la norma ACI371R-98 "Guide for the Analysis, Design, and construction of Concrete-Pedestal Water towers".
Integrar el cálculo estructural de tanques, que involucre el diseño de refuerzo de las estructuras una vez analizadas
Impulsar el desarrollo de investigaciones de este tema, para poder actualizar y mejorar las norma para estructuras sismo resistente vigente, (COVENIN.1756, 2001)
Tener un conocimiento básico de análisis de tanques para poder familiarizarse con los términos utilizados.
Los resultados arrojados por las herramientas propuestas, serán los casos de cargas para analizar la estructura

Teniendo un tanque circular con las dimensiones dadas, encontramos que emplear las componentes impulsivas y convectivas, es equivalente a “agitar” el perfil de presiones hidrostáticas tomándolo como masas para el espectro de diseño.
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