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REV. APROBÓ
A FAC
PLANTA DE AVIACION
FUERZA AEREA COLOMBIANA
REVISÓ
M.A.VARGAS
TANQUE PARA ALMACENAMIENTO JET A1
MEMORIAS DE CALCULO TK 2600 BLS
DIC-22-2011 EMITIDO PARA REVISION
DOC. No. RCH-011-M-01
RCH-011-M-01
COMANDO AEREO DE COMBATE No 1
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FECHA DESCRIPCIÓN
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TABLA DE CONTENIDO
ITEM PAGINA
1 OBJETO 3
2 ALCANCE 3
3 NORMAS APLICABLES 3
4 MATERIALES A UTILIZAR 3
5 CALCULO TANQUE API 650 4
5.1 CALCULO VOLUMEN DEL TANQUE 4
5.2 CALCULO DE LAS PAREDES DEL TANQUE 5
5.2.1 Cálculo del primer anillo 5
5.2.2 Cálculo del segundo anillo 5
5.2.3 Cálculo del tercer anillo 5
5.2.4 Cálculo del cuarto anillo 5
5.2.5 Cálculo del quinto anillo 5
5.3 CALCULO DEL FONDO 6
5.3.1 Cálculo del anular plate 6
5.4 CALCULO TECHO 6
5.4.1 Cálculo area techo 6
5.4.2 Cálculo peso del techo 6
5.5 CALCULO ESTRUCTURA TECHO 7
5.5.1 Cálculo cabios 7
5.5.1.1 Cabio exterior 7
5.5.1.2 Cabio interior 10
5.5.1.3 Soporte cabios 12
5.5.2 Cálculo columnas 13
5.5.2.1 Columna central 13
5.6 Cálculo angulo bosel (junta frangible) 20
5.7 DISEÑO SISMICO 22
5.7.1 Cálculo del momento de volcamiento 22
5.7.2 Cálculo resistencia al volcamiento 23
5.7.3 Ancho del anillo de fondo 23
5.7.4 Cálculo de la compresión del cuerpo del tanque 23
5.7.5 Cálculo de la máxima compresión admisible del cuerpo del tanque 24
5.7.6 Cálculo pernos sometidos a corte 25
5.7.7 Cálculo soldadura mensulas 26
6 Cálculo peso escalera y barandas techo 27
7 Resumen 28
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1. OBJETO
Dimensionar las partes principales de un tanque de almacenamiento, seleccionar los materiales y dar especificaciones
para que el constructor verifique y realice los planos de taller y sus propios calculos.
2. ALCANCE
El alcance es el calculo de esfuerzos y espesores mínimos para la fabricación de un tanque vertical para
almacenamiento de JET A1
3. NORMAS APLICABLES
Las normas aplicables en este calculo son:
API 650
AISC
ASME VIII-I
AWS
NSR 2010
FEDESTRUCTURAS
4. MATERIALES A UTILIZAR
Laminas ASTM A283 Gr C Stress tension-compression 20000 psi
Estructuras ASTM A36 Stress tension, Compression 23200 psi
Tornillos y Tuercas ASTM A193 B7 - A194 2H Stress Tension 15000 psi
NOTA:
En el data sheet del tanque se complementaran todos los datos que no estén en estas memorias de cálculo como son:
- Orientación de Boquillas
- Elevación de Boquillas
- Servicio de las Boquillas
- Datos de Proceso y datos de pruebas y ensayos al tanque
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5. CALCULO TANQUE API 650
5.1 CALCULO VOLUMEN TANQUE
DIAMETRO= 25 ft CAPACIDAD= 2620 BLS Dato tomado de API 650
ALTURA= 30 ft PRODUCTO= JET A1 tabla A-1b
Formula Convenciones
V=A*h A=área D= Diámetro Tanque (ft)
H= Altura del tanque (ft)
h1= altura muerta inferior (ft)
h2= Altura muerta Superior (ft)
h3= Longitud neta de almacenamiento (ft)
V= Volumen (ft3)
DATOS RESULTADOS
D= 25 ft h3= 28 ft
H= 30 ft V= 13499 ft3
h1= 1.5 ft neto 2404 bls
h2= 1 ft superior 87 bls
inferior 131 bls
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5.2 CALCULO DE LAS PAREDES DEL TANQUE
5.2.1 Cálculo del primer anillo
Formula Convenciones
td=2,6*D(H-1)*1/(20000)+fc td= Espesor de lámina
D=Diámetro del tanque
H= Altura del tanque
fc=Factor de corrosión
n= Número de anillos
5.2.1. Cálculo del primer anillo
n 1 Cant. Lám.= 3.9
D= 25 ft td= 0.15675 in Area x lám= 11.15 mt2
H= 30 ft 4.0 mm Peso láms.= 1720.6 kg
Lam. 6 20 5.00 mm
fc= 1/16 in
5.2.2. Cálculo del segundo anillo
n 1 Cant. Lám.= 3.9
D= 25 ft td= 0.13725 in Area x lám= 11.15 mt2
H= 24 ft 3.5 mm Peso láms.= 1720.6 kg
Lam. 6 20 5.00 mm
fc= 1/16 in
5.2.3 Cálculo del tercer anillo
n 1 Cant. Lám.= 3.9
D= 25 ft td= 0.11775 in Area x lám= 11.15 mt2
H= 18 ft 3.0 mm Peso láms.= 1720.6 kg
Lam. 6 20 5.00 mm
fc= 1/16 in
5.2.4 Cálculo del cuarto anillo
n 1 Cant. Lám.= 3.9
D= 25 ft td= 0.09825 in Area x lám= 11.15 mt2
H= 12 ft 2.5 mm Peso láms.= 1720.6 kg
Lam. 6 20 5.00 mm
fc= 1/16 in
Datos Resultados
Datos
Datos
Resultados
Resultados
Datos Resultados
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5.2.5 Cálculo del quinto anillo
n 1 Cant. Lám.= 3.9
D= 25 ft td= 0.07875 in Area x lám= 11.15 mt2
H= 6 ft 2.0 mm Peso láms.= 1720.6 kg
Lam. 6 20 5.00 mm
fc= 1/16 in
5.3 Cálculo del fondo
El espesor de las láminas del fondo esta dado por API 650 seccion 3,4,1 pag 3-5
donde t=3/16"+factor de corrosión
factor de corrosión=1/16"
t=0,25" t=6.35mm 6 mm Peso= 2150.7 Kg
5.3.1 Cálculo del anular plate (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
Del API 650 sección 3.5.3 y en la tabla 3-1 se tiene:
Esfuerzo de la lámina a la prueba hidrostática: 22500 lb/in2
Espesor del primer anillo: es menor de 3/4"
De la tabla 3-1 se tiene que el espesor es: 1/4" Sin corrosión Con corrosión
t=1/4"+corrosión t=1/4"+1/16"=0,3125" t=7.9375mm 8mm 7.9375 7.9375
Datos Resultados
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5.4 CALCULO TECHO
5.4.1 Cálculo area techo
A= r (r²+h²) A=Area
r= Radio
h= Altura
W=Peso
r= 3.810 mt A= 45.7 mt2
h= 0.229 mt
5.4.2 Cálculo peso del techo
Tomando un espesor mínimo dado por API 650 de 3/16"
e= espesor lámina
e= 4.76 mm W= 1709.3 Kg A= Area del techo
A= 45.7 mt2
W= Peso de las láminas
De acuerdo a API 650 sección 3,10,2,1 se debe considerar una carga viva de 25 lb/ft2 (122 kg/mt
2)
w= Carga API
w= 183 Kg/mt2
Wr= 8360.7 Kg A= Area del techo
A= 45.7 mt2
Wr= Carga resultante
El peso total del techo es W t= 10070.0 Kg
Convenciones
Resultados
Resultados
Datos
Datos
Formulas
Datos
Resultados
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5.5 CALCULO ESTRUCTURA TECHO
5.5.1 Cálculo Cabios
Cabios (Vigas)
Determinamos la longitud del perfil así: 3816.9 mm
Determinamos la superficie de lamina que le corresponde a esta longitud así:
Se utilizan las formulas para el cálculo de la superficie de un cono
A= r (r²+h²)
r1= 3.810 mt A1= 45.7 mt2
h1= 0.229 mt
w= 1709.3 kg
De acuerdo a la distribución de cabios se tiene que son 13
La carga sobre cada cabio es
n= Número de cabios
n= 13 un WC= 774.6 Kg W t= Carga total
W t= 10070.0 Kg WC= Carga por cabio
Datos Resultados
Datos Resultados
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Lp= Longitud perfil
Lp= 3816.90 mm W= 0.203 Kg/mm W= Carga distribuida
WC= 774.6 Kg WC= Carga por cabio
R1=R2=Wl/2 W=carga distribuida
M=WX/2(l-X) l=Longitud
ymax=5Wl4/(384EI) M=Momento I=Momento de Inercia
=M/Z ymax=Deflexión máxima Z=Modulo de sección
=Esfuerzo admisible E=Modulo del acero
L= 3816.90 mm M= 369578.2 kg-mm
W= 0.203 kg/mm Z= 22398.7 mm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 1.4 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 387.3 kg
X= 1908.44913 mm R2= 387.3 kg
Relación
l/360= 10.60 Perfil= w= 8.2 lb/ft
Z= 4.38 in3
0.0122016 kg/mm
I= 5452631.7 mm4
ymax= 5.0 mm Peso perfil= 46.57 kg
Corrección por peso del perfil
L= 3816.89825 mm M= 391798.4 kg-mm
W= 0.215 kg/mm Z= 23745.4 mm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 1.4 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 410.6 kg
X= 1908.44913 mm R2= 410.6 kg
C6"X8.2 Lb/ft
Datos
Formulas
Datos
ResultadosDatos
Resultados
Selección en tablas Peso del perfil
Resultados
Convenciones
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Perfil= C6"X8.2 Lb/ft
Z= 4.38 in3
I= 5452631.7 mm4
ymax= 5.3 mm
Selección en tablas
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5.5.2 Cálculo Columna (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
El número de cabios es: 13
La longitud de la columna es: 7772.6 9372.6
P= Suma de cargas
n= Número de cabios
R= 410.6 Kg P= 5337.72 Kg R= Reacción en el cabio
n= 13
Formulas Convenciones
Pcr=2EI/(4l2) Pcr= Presión crítica
n=Pcr/P l=Longitud de la columna
l/rmin=180 (API 650) fm=Esfuerzo máximo
fm=149x106*y/((l/r)2
(1,6-(l/200r)) (API 650) t=espesor pared tubo
y=t/R para nuestro caso y=1 R=radio exterior tubo
fm(actual)=P/A r= radio de giro
A= área sección transversal
P=Carga actual
l= 7772.6 mm fm= 6569.7 psi
P= 5337.72 kg rmin= 1.7 in
rmin= 4.3 cm
A= 1.79 in2
Perfil=
A= 21.8 cm2
A= 43.6 cm2
Ix= 32.6 in4
A= 6.76 in2
Iy= 1.32 in4
w= 11.5 lb/ft
A= 3.38 in2
0.017112 kg/mm
a= 2.26 in Peso arreglo= kg
b= 8 in rx= 2.2 in
x= 0.57 in ry= 3.2 in
fm= 3481.6 psi l/rmin= 137
Cálculo de acuerdo a selección
Resultados
Resultados
Arreglo de elementos
Datos
Datos
Selección en tablas Datos del arreglo
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5.5.2.2 Cálculo elemento soporte columna central (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
Este elemento se encuentra en la base de la columna central, las dimenciones se determinan de acuerdo al
plano.
La carga P es la carga de la columna mas el peso propio que es = kg
L= 1500 mm. De acuerdo a los planos
R1=R2=P/2 P=carga concentrada
M=P/8(4X-l) l=Longitud
ymax=Pl3/(192EI) M=Momento I=Momento de Inercia
=M/Z ymax=Deflexión máxima Z=Modulo de sección
=Esfuerzo admisible E=Modulo del acero
L= 1500 mm M= 0.0 kg-mm
P= 0.00 kg Z= 0.0 cm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 0.0 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 0.0 kg
X= 750 mm R2= 0.0 kg
Relación
l/360= 4.17 Perfil= w= 11.5 lb/ft
Z= 221 cm3
0.01711 kg/mm
I= 28053998.0 mm4
ymax= 0.0 mm Peso perfil= kg
Formulas Convenciones
Datos Resultados
Selección en tablas Peso del perfil
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Corrección por peso del perfil
L= 1500 mm M= 0.0 kg-mm
P= 0.00 kg Z= 0.0 cm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 0.0 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 0.0 kg
X= 750 mm R2= 0.0 kg
Perfil=
Z= 221 cm3
I= 28053998.0 mm4
ymax= 0.0 mm
Selección en tablas
0
Datos Resultados
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5.5.2.3 Calculo elemento amarre soporte columna central (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
Este elemento se encuentra en la base de la columna central, las dimenciones se determinan de acuerdo al
plano.
La carga P es la carga que transmite es = kg
L= 1500 mm. De acuerdo a los planos
R1=R2=P/2 P=carga concentrada
M=PX/2 l=Longitud
ymax=Pl3/(48EI) M=Momento I=Momento de Inercia
=M/Z ymax=Deflexión máxima Z=Modulo de sección
=Esfuerzo admisible E=Modulo del acero
L= 1500 mm M= 0.0 kg-mm
P= 0.00 kg Z= 0.0 cm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 0.0 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 0.0 kg
X= 750 mm R2= 0.0 kg
Relación
l/360= 4.17 Perfil= w= 11.5 lb/ft
Z= 221 cm3
0.01711 kg/mm
I= 28053998.0 mm4
ymax= 0.0 mm Peso perfil= kg
Formulas
Resultados
Selección en tablas Peso del perfil
Convenciones
Datos
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Corrección por peso del perfil
L= 1500 mm M= 0.0 kg-mm
P= 0.0 kg Z= 0.0 mm3
E= 20400 kg/mm2
Z= 0.0 in3
= 16.5 kg/mm2
R1= 0.0 kg
X= 750 mm R2= 0.0 kg
Perfil=
Z= 221 cm3
I= 28053998.0 mm4
ymax= 0.0 mm
5.5.2.4 Cálculo elemento patas columna central (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
Formulas Convenciones
Pcr=2EI/(4l2) Pcr= Presión crítica
n=Pcr/P l=Longitud de la columna
l/rmin=180 (API 650) fm=Esfuerzo máximo
fm=149x106*y/((l/r)2
(1,6-(l/200r)) (API 650) t=espesor pared tubo
y=t/R para nuestro caso y=1 R=radio exterior tubo
fm(actual)=P/A r= radio de giro
A= área sección transversal
P=Carga actual
l= 1600 mm fm= 6569.7 psi
P= 0.0 kg rmin= 0.35 in
A= 0.00 in2
Datos Resultados
0
Selección en tablas
Datos Resultados
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Perfil=
A= 21.8 cm2
w= 5.4 lb/ft
Ix= 32.6 in4
0.0080352 kg/mm
Iy= 1.32 in4
Peso= kg
A= 3.38 in2
rx= 3.1 in
ry= 0.63 in
fm= 0.0 psi l/rmin= 101
Amarre Soporte Col Central
Soporte Col Central Columna central
Patas columna central
Cálculo de acuerdo a selección
DETALLE BASE DE LA COLUMNA CENTRAL
Selección en tablas
Figura del elemento
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5.6 Cálculo angulo bocel (junta frangible) y presión interna
Para el cálculo del ángulo bocel se calcula primero el área de sección transversal de la junta del techo con el
cuerpo
Wh=0,3(R2th)0,5
Wh=Ancho de participación del techo
Wc=0,6(Rctc)0,5
Wc=Ancho de participación del cuerpo
A=W/201000tgø
R2=Rc/Senø R2=Longitud del normal al techo
Pmax=0,245W/D2+8th-0,735M/D
3Rc=Radio interior tanque tc=Espesor lámina cuerpo
Pf=1,6P-4,8th A=Area junta techo cuerpo ø=Angulo techo
M=2/3(wD/2) th=Espesor lámina techo
P=30800*tgø*A/D2+8*th P= Presión de diseño interna (in of water)
Pmax= Presión de diseño interna máxima (in of water)
Pf=Presión de falla (in of water)
M=Momento por carga de viento
w=Peso de la parte del cuerpo afectada más la carga muerta soportada
por el cuerpo.
W=Peso del cuerpo y estructura (sin láminas techo) sostenidos por cuerpo y techo
Formulas Convenciones
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Rc= 3810 mm A= 1.59 in2
th= 6.35 mm Wh= 7.5 in
tc= 6.35 mm Wc= 3.7 in
ø= 3.43 grados R2= 63644 mm
W= 19159 lbf
M= 101086.046 ft-lbf Pmax 46.7 corregido
w= 12130.3256 lbf Pmax 1.7 psi
Pmax 62.6024389 in of water 2.3 psi
Pf= 58.3157827 in of water 2.1 psi
P= 55.4973642 in of water 2.0 psi
El área de la sección transversal de la junta del techo y el cuerpo es= 1.59 in2
Para determinar el área del ángulo restamos el área del techo y el área del cuerpo asi:
Aa= A-(Wh*th+Wc*tc) Wh=Ancho de participación del techo
Wc=Ancho de participación del cuerpo
tc=Espesor lámina cuerpo
th=Espesor lámina techo
A=Area junta techo cuerpo
Wh= 7.5 in Aa= -1.20 in2
Wc= 3.7 in
th= 6.35 mm
tc= 6.35 mm
El área de la seccián trasversal del ángulo bocel es= -1.20 in2
L2" x 2" x 3/16"2.44 L2" x 2" x 1/4" 3.19 L3" x 3" x 3/8" 7.2 0.715 0.938 2.11
Perfil= peso= 2.44 lb/ft
A= 0.715 in2
peso total= 86.93 kg
L2" x 2" x 3/16"
Datos Resultados
Formulas Convenciones
ResultadosDatos
Selección según API 650 paragrafo 3.1.5.9 e
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5.7 DISEÑO SISMICO
Datos Generales Convenciones
Producto Almacenado= JET A1
Cap= 2620 bls Cap= Capacidad de almacenamiento
D= 25 ft D= Diámetro del tanque
H= 30 ft H= Altura del tanque
d= 62.4 lb/ft3
d= Densidad
G= 1 G= Gravedad específica
5.7.1 Cálculo del momento de volcamiento
Formula Convenciones
M=ZI(C1WSXS+C1W tXt+C1W1X1+C2W2X2) M= Momento de Volcamiento (E.3.1)
(E.3.1) Z= Factor zona sísmica (Por codigo NSR-10)
I= Factor de Importancia (1 para todos los tanques)
C1,C2= Coeficientes de fuerza sísmica (E.3.3)
WS= Peso total del cuerpo del tanque (lb)
XS= Altura al centro de gravedad del tanque (ft)
W t= Peso total del techo del tanque (lb)
Xt= Altura del tanque (ft)
W1= Peso de la masa efectiva del contenido del tanque que se
mueve al tiempo con el tanque (E3.2.) (lb)
X1= Altura al centriode de W1 (E3.2.2) (ft)
W2= Peso del contenido del tanque que se mueve en la primera
modalidad de chapoteo (E.3.2.1) (lb)
X2= Altura al centriode de W2 (E.3.2.2.) (ft)
wT= Peso total del contenido del tanque (lb)
Z= 0.2
I= 1 M= 1445230.7 lb-ft
WS= 19157.6 lb D/H= 0.8
W t= 3768.3 lb wT= 918050.5152 lb
W1= 527879.0 lb W1/WT 0.575 fig E-2
W2= 385581.2 lb W2/WT 0.42 fig E-2
XS= 15 ft H 30 ft
Xt= 30 ft X1/H 0.37 fig E-3
X1= 11.1 ft X2/H 0.6 fig E-3
X2= 18 ft k= 0.6 fig E-4 0.500
C1= 0.6 T= 3.0 0.750
C2= 0.500 S= 2 tab E-3
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5.7.2 Calculo resistencia al volcamiento
WL=7.9tb FbyGH) (E.4.1) WL=Peso máximo del contenido del tanque que puede ser
utilizado para resistir el momento de volcamiento (lb/ft)
tb= Espesor lámina bajo el cuerpo del tanque (Anular Plate) (in)
H= Altura del tanque (ft)
G= Gravedad específica del producto
Fby= Resistencia mínima del material (lb/in2)
tb= 0.3125 in WL= 1912.3 lb/ft
Fby= 20000 lb/in2
H= 30 ft
G= 1.00
Se debe cumplir que WL<1.25GHD
1,25GHD (E.4.1)
G= 1.00 937.5 lb/ft
H= 30 ft
D= 25 ft
1912.3 > 937.5 SE DEBE ANCLAR
5.7.3 Ancho del anillo de fondo
L=0.0274WL/GH L= 1.75 ft
5.7.4 Cálculo de la compresión del cuerpo del tanque (NO APLICA PARA ESTE TANQUE)
1 M/(D2(WT+WL)) 0.785 b= Máxima fuerza de compresión longitudinal en el fondo del cuerpo
b=WT+1,273M/D2
del tanque (lb/ft)
b= 0 3084.97743 WT= Peso del cuerpo del tanque y parte del techo fijo sostenida por
2 0,785 < M/(D2(WT+WL)) 1,5 este (lb/ft)
Con la fig E-5 se obtiene
(b+WL)/(WT+WL) = 2 2194.9
b= 2194.9
3 1,5 < M/(D2(WT+WL)) 1,57
(b+WL)/(WT+WL)=1,49/(1-(0,637M/(D2(WT+WL))))
0,5
b= 0 3842.283 1 2 3 4
4 M/(D2(WT+WL)) > 1,57 (es una estructura inestable)
Resultados
M= 1445231 lb-ft M/(D2(WT+WL)) 1.126 opcion 2
D= 25 ft 3084.98 lb/ft máxima para anclar
WT= 141 lb/ft b= 2194.9 lb/ft
Formula
OPCIONES
Datos
Convenciones
Datos
Formula
Resultados
Convenciones
Resultados
Datos
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WL= 1912.3 lb/ft 2802.3 lb/ft mínima para anclar
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5.7.5 Cálculo de la máxima compresión admisible del cuerpo del tanque
1) GHD2/t
2 > 1000000 Fa= Fuerza máxima de compresión lb/in
2
Fa=106t/D t= Espesor del primer anillo sin corrosión (in)
Fty= Resistencia del material
2) GHD2/t
2 < 1000000
Fa=106t/2,5D+600 (GH)
Donde para los dos casos Fa < 0.5 Fty
Resultados
G= 1.00 GHD2/t
2763108.3 Opción 2
H= 30 ft
D= 25 ft Fa= 6270.00 lb/in2
1
Fty= 20000 lb/in2
Fa= 5794.34 lb/in2
2
t= 0.16 in 0,5Fty= 10000.0
Fa es menor que 0,5Fty
b/12t= 1167
Comparando Fa con b/12t se tiene que Fa es mayor por lo tanto cumple
5.7.6 Calculo para pernos de anclaje
La maxima fuerza de compresion longitudinal en el fondo del cuerpo del tanque es:
Formula
b= 1,273*M/D2-wt
Resultados
M= 1445231 lbf-ft b= 920994.2 lbf/ft
D= 25 ft
wt= 918051 lbf
La distancia maxima entre cada perno de anclaje es de 6 pies (1.8 mt), API 650 E.6.2
N= numero de pernos de anclaje total 13.1 13
Datos
Convenciones
Datos
Formulas
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Formula (tomadas de ASME VIII-1) Convenciones
T=12M/AB-W/CB T= Tension del perno (psi)
BA=TCB/SBN AB= Area dentro del perimetro de los pernos (in2)
SB=TCB/BAN CB= Circunferencia del eje de los pernos (in)
SB= Valor maximo del esfuerzo permitido para materiales (psi)
W= Peso del recipiente vacio (lb)
BA= Area requerida para un perno (in2)
DB= Circulo del eje de los pernos (in)
Asumiendo un L2= 1.75 in
CB= 1142 in
1024288.01
10 BA= 0.18 in2
DATOS RESULTADOS
AB= 72345 in2
T= 212 psi
DB= 304 in BA= 0.18 in2
SB= 88720 psi Dia per= 0.472 in
N= 13 cada 27.7º
L2= 1.75 in Dia per= 1.0 in min
L3= 3.00 in
L1= 4.8 in
CB= 953 in
Nota: En la zona del Clean out no se van a colocar pernos
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5.7.7 Calculo pernos sometidos a corte (Mensulas y estructuras internas)
Cálculo soldadura del angulo a la columna central
= 16.5 kg/mm2
Area efectiva de soldadura
Es el resultado de multiplicar la longitud de la soldadura por la raíz de la soldadura aplicada, esta raíz es el
mínimo espesor entre los materiales a unir
Ae= L*s
Donde L= longitud de la soldadura y s= la raíz de la soldadura
L= 60 mm Ae= 360.0 mm2
s= 6.00 mm 0.6 in2
La cantidad de carga que soporta la soldadura es:
Ps= *Ae
Ps= 5940 kg
Se calculan los pernos en la parte inferior de la columna central que se unen con la viga
La carga que soportan los pernos es la carga total menos la carga que soporta la soldadura
La carga soportada por los pernos es= -602.28 kg
Del código de FEDESTRUCTURAS tenemos las siguientes variables:
Fv= 8.8 kg/mm2
(Tabla 1.5.2.1.) para pernos grado 5 con hueco alargado
Fv= 0,3Fu kg/mm2
(1,5,1,2)
Fv= Esfuerzo admisible para elementos solicitados por fuerza de corte
Fu= Resistencia mínima especificada a tensión.
Formulas Convenciones
F= P/A P=Carga actual
A= r2 A= Area de los pernos
y=2P/Fut+d/2+C1 (1,16,4,1) y= distancia mínima entre pernos
C1=1,5d-1,6 (Tabla 1,16,4,1) r= radio del perno
t= espesor de los elementos a unir
F= esfuerzo
n= Número de pernos
Datos Resultados
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Fv= 8.8 kg/mm2 A= -68.4 mm
2-0.0265211
P= -602.28 kg -0.1 in2
n= 4 d= #¡NUM! in
Fu= 29.33 kg/mm2 #¡NUM! mm
t= 12 mm 0.56 9/16" 14.2875
C1= 19.8
y= 23.6
5.7.7 Cálculo soldadura mensulas
= 25.31 kg/mm2
Area efectiva de soldadura
Es el resultado de multiplicar la longitud de la soldadura por la raíz de la soldadura aplicada, esta raíz es el
mínimo espesor entre los materiales a unir
Ae= L*s
Donde L= longitud de la soldadura y s= la raíz de la soldadura
L= 250 mm Ae= 1500.0 mm2
s= 6.00 mm 2.3 in2
DETALLE SOPORTE CABIOS, ANGULO BOSEL Y BARANDA TECHO
ResultadosDatos
Datos Resultados
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La cantidad de carga que soporta la soldadura es:
Ps= *Ae
Ps= 37965.6074 kg
La carga que soporta la mensula es= 387.3 kg, que es la carga resultante del cabio
sobre la pared del tanque. Por lo tanto esta soldadura es correcta.
6. CALCULO PESO ESCALERA Y BARANDAS TECHO
Peso de la escalera.
La escalera es tipo helicoidal, los peldaños son en lamina alfajor de 1/8" de espesor, ancho de 8" y largo de 70 cm.
Estan separadas 8" en forma vertical. Los bastones son en varilla lisa de 5/8" con una longitud de 1.12 mt
El pasamanos es angulo de 1 1/2"x1 1/2"x 3/16". Tiene descanso, la plataforma superior esta formada por lámina
alfajor y estructura en ángulo de 1 1/2"x1 1/2"x3/16", área de 1.5mt x 70 cm
Num peldaños 44 Peso peldaño 4.3 kg Total peld. 189.2 kg
Num Bastones 44 Peso Baston 1.7 kg Total bast. 72.6 kg
Long pasamanos 16.00 mt Peso P-manos 208.3 kg
Peso plataforma superior 55.5 kg Peso plataforma descanso 55.5 kg
Peso total de la escalera 581.2 kg
Peso de la baranda
El diseño de la baranda esta conformado por ángulos de 2"x2"x1/4" colocados cada 1.5 mt, en la parte superior del
ángulo se suelda un tubo aguanegra de 48mm de diámetro en todo el contorno y con el mismo diámetro del tanque,
en la parte inferior se sueldan unas platinas de 50x7mm y otra de 100x7mm también de la misma forma que el tubo,
éste último se encuentra a 30 mm del techo del tanque, el de 50x7mm se encuentra a 300 mm de la otra platina.
La longitud del ángulo es de 1.2 mt.
Num. de angulos 16 Peso ángulos 168.8 kg
Long tubo 22.4 mt Peso Tubo 134.6 kg
Long PL 50x7 22.4 mt Peso PL 50x7 58.3 kg
Long PL 100x7 22.4 mt Peso PL 100x7 117.1 kg
Peso total baranda 478.8 kg
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7 RESUMEN
Peso láminas del tanque= - Lám. Cuerpo= 8690 kg
- Lám. Techo= 1709 kg
- Lám. fondo= 2151 kg
Peso estructura interna= Peso vigas= 605 kg
Peso columnas= 0 kg
Peso estructura externa= Peso baranda y escaleras= 1060
Total= 14215 kg
Presión interna máxima de diseño= 1.7 psi
Presión interna de falla= 2.1 psi
Momento de volcamiento= 1445231 lbf-ft
Pernos de anclaje= Cantidad= 13
Diametro= 1.000 in
0 in
Area interna para pintura= 310 m2
Area externa para pintura= 265 m2
Peso vacio= 14.2 Tn
Peso con Agua= 417.3 Tn
Peso con Producto= 417.3 Tn
Diametro tanque 25 Ft
Altura tanque 30 Ft
Volumen Neto 2404 Bls
Volumen Nominal 2620 Bls
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