Informe de Peritaje de Reservorio

ING. JAVIER FRANCISCO CHAVEZ PEA CIP 76874

Consultora, Peritajes, Supervisiones, Inspecciones Tcnicas de Seguridad y Evaluaciones Medio Ambientales en Obras Civiles, con estndares de Seguridad, Calidad y Gerencia de Proyectos del PMI y el enfoque Lean Construccin.

Jr. Loreto 1915 Huancayo. Tel: 217336 - 964806779; 951217740; RPM: *409973 Email: [email protected]

INDICE

1. ANTECEDENTES

Pg. 2

2. EVALUACION DE CAMPO

Pg. 2

2.1 Evaluacin de la conformacin del terreno de

soporte y de la estabilidad de taludes de corte

Pg. 3

3. EVALUACIN ESTRUCTURAL

Pg. 4

3.1 Revisin de la Memoria de clculo y Planos de estructuras del Expediente Tcnico

Pg. 4

3.2 Revisin del diseo reformulado del Contratista Pg. 4

3.3 Revisin de la Propuesta de la Supervisin Pg. 5 3.4 Evaluacin estructural Pericial

Pg. 6

4. CONCLUSIONES

Pg. 20

5. RECOMENDACIONES Pg. 21




INFORME PERICIAL DE EVALUACIN ESTRUCTURAL

CONSTRUCCION RESERVORIO TORRE TORRE - PERFORACION

POZO Y CONSTRUCCION ESTACION DE BOMBEO LA MERCED,

LINEA DE IMPULSION E INTERCONEXION DE LA LINEA DE

CONDUCCION Y ADUCCION - HUANCAYO JUNIN

1.0 ANTECEDENTES

- Mediante Oficio N 105-2012-SEDAM HUANCAYO SA-GG-, del 16

de marzo de 2012, se requiere la opinin tcnica de profesional

en la especialidad de ingeniera civil o sanitaria para evaluar el

diseo estructural del expediente tcnico de referencia, elaborado

por SEDAM HUANCAYO S.A.

- Mediante La Carta N 096-2012-CEPEAR-CIP/CDJ del 26 de

marzo de 2012, se designa y presenta al Ing. Javier Chvez Pea

como responsable de la evaluacin tcnica estructural de la

construccin del reservorio torre torre.

- SEDAM HUANCAYO S.A., El da 26 de marzo nos hizo entrega de

los siguientes documentos:

o Estudio de mecnica de suelos y geotcnicos

o informe general, datos estructura

o Plano de arquitectura R(A-01)

o Plano de estructuras R (E-01).

2.0 EVALUACION DE CAMPO

Una vez obtenido la informacin proporcionada por SEDAM Huancayo

se program la visita de inspeccin al lugar de emplazamiento de la

obra; verificndose que se encuentran ejecutadas las partidas:

movimiento de tierras, vaciado de solado, y habilitacin de acero

para losa de fondo como se aprecia en la siguiente vista.




FIG.1 vista del avance de obra de la partida losa de fondo y zapata

2.1 Evaluacin de la conformacin del terreno de soporte y de la

estabilidad de taludes de corte

El tipo de suelo encontrado, en la estratigrafa perimetral

circunscrita a la circunferencia de la losa de fondo, est conformado

en su mayor parte, por arcilla de baja plasticidad y arena arcillosa.

En los taludes de corte del sector sureste del emplazamiento del

reservorio, se observan roturas por deslizamientos similares a los

producidos en taludes de arcillas con arena saturados.




3.0 EVALUACION ESTRUCTURAL

3.1 Revisin de la Memoria de clculo y Planos de

estructuras del Expediente Tcnico

De la evaluacin, se advierte lo siguiente:

- No existe compatibilidad entre el diseo del acero en la

armadura de la cpula y la distribucin de aceros en el plano (lmina

RE-01)


armadura del muro y la distribucin de aceros en el plano (lmina

RE-01)


armadura de la viga circular del reservorio y la distribucin de aceros

en el plano (lmina RE-01)


armadura de la losa de fondo y la distribucin de aceros en el plano

(lmina RE-01)

3.2 Revisin del diseo reformulado del Contratista

El contratista realiza un nuevo diseo del reservorio con las

siguientes propuestas:

- Diseo de la cascara de de la cpula:

Espesor = 8 cm

Acero = diam. 6 mm @ 17.5 cm. (en doble capa)

- Diseo de la viga circular:

Seccin = 45 cm. x 65 cm.

Acero = diam. 10 5/8




Acero en estribos = diam. 3/8 @ 30 cm

- Diseo de la pared cilndrica:

Espesor = 40 cm

Acero Membranal = dim. 1/2 @17.5 cm en cada cara

Acero Vertical = dim 3/4 @ 15 cm

3.3 Revisin de la Propuesta de la Supervisin

A efectos de dar respuesta a la reformulacin del contratista, la

Supervisin presenta su diseo de verificacin, con las siguientes

conclusiones:

- Diseo de la cpula:

Espesor = 8 cm

Acero = diam. 3/8 @ 25cm

- Diseo de viga anillo:

Seccin = 40cm x 50cm

Acero = 10 diam. 5/8

- Diseo de muro de cilindro:

Espesor superior = 30cm

Espesor base =60cm

Acero vertical interior = dim 3/4 @ 10cm

Acero vertical exterior =dim 3/4 @ 20cm

- Diseo de losa de fondo:

Espesor =30 cm

Acero Longitudinal =dim 1/2 @ 25 cm (en ambas caras)

Acero Radial = dim 5/8 @ 25 cm

- Diseo de zapata:

Ancho = 5 m

Peralte =64 cm

Acero =2 dim 5/8 @ 15 cm (en ambos sentidos)




3.4 Evaluacin estructural Pericial

Con los datos recogidos, se procedi a al modelamiento

estructural en el computador utilizando herramientas informtica

sap2000 v15.

3.4.1 Caractersticas de la Estructura

a) Datos De La Estructura

a.1) Geometra

- Tipo : Se ha considerado un reservorio para el

almacenamiento de agua para el consumo humano, segn el ACI

350.3-01 seccin 2.1.1 se clasificar como tanque circular de

concreto armado con conexin muro-losa no flexible 2.2(1).

- Forma : Circular

- Capacidad : 2000 m3

- Dimetro interior de la cuba : 19.50 m

- Tirante de Agua : 6.70 m

a.2) Tipo de material

Concreto

fc=280 kg/cm2: en cuba, pared cilndrica y

cimentacin

fc=210 kg/cm2: en caseta de vlvulas y registros

Acero

Corrugado grado 60 (fy=4200 kg/cm2)




b) Reglamentos para el diseo

- Norma Tcnica de Edificaciones "Cargas" E-020

- Norma Tcnica de Edificaciones "Diseo

Sismoresistente" E-030.

- Norma Tcnica de Edificaciones "Concreto Armado"

E-060

- Seismic Design of Liquid-Containing Concrete

Structures (ACI 350.3-01) and Commentary

(350.3R-01), Reported by ACI Committee 350.

3.5 Datos de los elementos estructurales

Los datos de los elementos estructurales y caractersticas de

los materiales, obtenidos de los planos de estructuras del expediente

tcnico, se ingres Sap2000 v15.

Datos:

Espesor t= : 0.08 m

Ensanche de cobertura : 0.15 m

Long. De transicin : 2.05 m

L= : 19.50 m

Flecha : 2.52 m

Radio de curvatura : 20.14 m

Angulo : 28.97

Sobre carga : 150 kg/m2




Obtenindose el siguiente modelo del reservorio:

3.6 Parmetros considerados en el anlisis dinmico

3.6.1 Parmetros Inciales y Formulacin de Espectros

Factor de zona (Z2) : 0.30

Factor de Importancia (U) : 1.50

Amplificacin ssmica : 2.50

Coef. Representat. de las caract. del Suelo (S) : 1.40

Coeficiente de reduccin (R) : 6

Coef. Modif. Rpta. Fuerz. Impulsivas (Rwi)-ACI : 2.75

Coef. Modif. de Rpta Fuerzas Convectivas (Rwc)-ACI : 1.00

Tabla N1: Determinacin del peso actuante en la estructura

Factor de correccin del peso de los muros del reservorio

D = 19.5 m Diametro interior

H = 7.0 m Altura maxima del agua

= 0.0151(D/H)^2 - 0.1908(D/H)+1.021




Wc = 1162.06 Tn Peso convectivo

Altura de los centro de gravedad de las masas impulsiva y convectiva

D/H = 2.79

hi = 0.375 x H

hi = 2.625 m

hc = H(1-(((cosh(3.68 H/D))-1)/((3.68H/D)x sinh(3.68h/D))))

hc = 3.93 m

Peso total del muro del reservorio

carga muerta D 402.6153 Tn

carga Viva L 64.0145 Tn

Reaccion Total Wp 466.6298 Tn

Peso corregido en la pared del reservorio

Ww = x Wp

Ww = 283.088 Tn

L = 61.26 m

Calculo de rigidez del resorte

K = 267.55237 Tn/m

Tabla N 2: Espectro ssmico segn ACI 350.3- 01 y norma e-030 -

componente impulsivo

0

1

2

3

4

5

6

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Sa (

cm/s

eg

)

T (seg)




Tabla N 3: Espectro ssmico segn ACI 350.3- 01 y norma e-030 -

componente conectivo

3.6.2 Condiciones de carga para el anlisis estructural

U1 = 1.4CM + 1.7CV

U2 = 1.4CM + 1.7 CV+ 1.7AG

U3 = 1.25CM + 1.25 CV+ 1.25AG+/-1.25 SX

U4 = 0.CM +/- 1.25CV

COMB=U1+U2+U3+U4

3.7 Anlisis Dinmico

Se tomaron las consideraciones indicadas en el cap. 19: Cscaras

y Losas Plegadas del ACI 318M-08.

3.7.1 Cpula

a) Anlisis

Resultados del SAP 2000 v15 en la cpula:

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Sa (

cm/s

eg

)

T (seg)




Fig.3 : Resultados de Esfuerzos Radiales y tangenciales en la cpula del sap2000

v15.

Fig.4 : Resultados de Fuerzas Radiales y Refuerzo radial en la cpula del sap2000

v15.




Fig. 5: Resultados de Fuerzas tangenciales y Refuerzo tangencial en la cpula del

sap2000 v15.

b) Diseo en concreto

Del programa Sap2000 obtenemos rea de acero

radial y tangencial en la cara exterior ver en la fig. 3,4 y 5, rea

de acero radial y transversal para la cpula es menor al rea de

acero min.

fc = 280 Kg/cm2

Refuerzo radial: As min = 1.44 cm2 ; 3/8" @ 0.25m

Conforme al plano

Refuerzo tangencial: As min = 1.44 cm2 ; 3/8" @ 0.25m

conforme al plano




En el borde de la cpula, se ensancha la base a 0.15 m se coloca

3/8" doble capa.

3.7.2 Viga Anillo

a) Anlisis

Resultados del sap 2000 v15 en la viga anillo

Fig. 6: Resultados de Fuerzas anillo del sap2000 v15.


Del programa Sap2000 obtenemos M11 =355.12 kg-

m; Fig. 4; entonces calculando el refuerzo:

fc = 280 Kg/cm2:

Refuerzo longitudinal: As = 7.76 cm2/m ;

Asmin = 4.93 cm2

As colocado en el plano= 5.23 cm2 Conforme

Estribos: 3/8" @ 0.25m




3.7.3 Pared cilndrica

La pared del reservorio trabaja para resistir esfuerzos de

membrana en la direccin radial, en la direccin tangencial ser

ms importante. El diseo est dado tanto para la cara exterior y

la interior.

La pared del cilindro, se predimensiona para resistir traccin

directa. Debe obtenerse la seccin mnima de concreto para evitar

agrietamiento por traccin directa.

Ag= 100e = [(1/ct)- (n-1/at)]*T (1)

Espesor de muro en la base:

Ag= 0.00054171516T (rea mnima de la seccin bruta de

concreto)

T= 65325 kg/m

Reemplazando en (1)

e base=35.39cm

El espesor colocado en la base= 60cm; es mayor

Espesor del muro superior a una altura Hs=5.70m:

T= 55575 kg/m

Reemplazando en (1)

e sup=30.10cm

Espesor del muro superior = 30cm; es equivalente




a) Anlisis

Resultados del sap 2000 v15 en pared del cilindro

Fig.7 Resultados de momentos del cilindro -sap2000 v15.




Fig.8 Resultados de Fuerzas de traccin radial y refuerzo radial cara exterior -

sap2000 v15.

Fig.9 Resultados de Fuerzas de traccin tangencial y refuerzo tangencia cara

exterior -sap2000 v15.

Fig.10 Resultados de Fuerzas traccin radial y refuerzo radial cara interior -

sap2000 v15.




Fig.11 Resultados de Fuerzas de traccin tangencial y refuerzo tangencial cara

interior - sap2000 v15.


Del programa Sap2000 obtenemos rea de acero radial y tangencial en la

cara exterior e interior ver en la FIG. 5, 6, 7, 8 y 9, rea de acero radial y

transversal para pared del cilindro es:

fc = 280 Kg/cm2:

Refuerzo radial: As = 23.4 cm2/m ; 5/8" @ 0.15m c/cara

Refuerzo vertical: As = 24.18cm2 /m ; 3/4" @ 0.10m cara interior

Y 3/4" @ 0.20m cara exterior

Verificando con el acero del plano es conforme




3.7.4 Losa de fondo

Predimensionamiento:

eL=0.0174*19.5*100=33.93 cm.

Ecolocado =0.30m

w=7420 kg/m2

Refuerzo longitudinal:

Momento: M=7660*12*0.05=371 kg*m

As=2.00 cm2

Asmin=4.5 cm2; 1/2" @ 0.25m c/cara conforme al plano

Refuerzo radial:

Momento: M=7660*0.22=1632.4 kg*m

As=8.80 cm2 ; 5/8" @ 0.25m c/cara conforme al plano

3.7.5 zapata

Metrado:

W de la cpula: 38013.64 kg

W de s/c : 47833.50 kg

W de la losa : 215026.31 kg

W del agua : 2000939.27 kg

T1= 2301812.72 kg

W por metro : 37573.83 kg/m

W de la viga : 480.00 kg/m

W del cilindro : 4898.22 kg/m

Peso Total= 42952.05 kg/m

Verificando dimensin

Calculo del ancho de la zapata

PT=47247.26

Qadm= 0.93 kg/cm2




B=47247.26 = 508.04 cm conforme al plano

0.93*100

Calculo del peralte

Momento= 72.25 ton x m

d=63.99 cm =65 cm

h= 80 cm comparando con el plano h=150; es mayor al

calculado

Calculo del acero:

Mu=28289.85 kgxm

As=5.60 cm2

Asmin=25.20 cm2 ; 2 5/8" @ 0.15m c/cara

Similar al plano

3.7.6 Verificacin de la altura de zapata h=1.50 m.

Se realizo un anlisis con h=1.50m. para lo cual se obtiene rea

de Acero con cuanta mnima As=25.20 cm2 con lo cual requiere

2 (5/8") @ 0.15m c/cara en paquetes en ambos sentidos.

Observando insitu que el contratista ha realizado la partida

habilitacin de acero para zapata con h=1.50 m. segn a los

planos del Expediente Tcnico y recibida la informacin del

supervisor indicando que la partida de habilitacin de acero para

zapata ha sido valorizada; por lo cual se plantea levantar los

acero a una altura de 0.70m y realizar el vaceado respectivo de

zapata con h=0.80 con la distribucin de acero segn los Planos

del Expediente Tcnico.




4.0 CONCLUSIONES

1. Revisado los planos y clculos estructurales del expediente tcnico

se verifica la incompatibilidad de estos documentos.

2. Realizado el anlisis estructural y diseo en concreto de los

componentes estructurales y comparndolos con los datos del plano

del expediente tcnico, previa revisin de su memoria de clculo,

obtenemos las siguientes conclusiones:

elemento Planos Evaluacin Pericial

Cpula Coincide con evaluacin Conforme

Viga Anillo Coincide con evaluacin Conforme

Muro del Cilindro Coincide con evaluacin Conforme

Losa de Fondo Coincide con evaluacin Conforme

Zapata Coincide con evaluacin No conforme

3. Revisada la Reformulacin por parte del contratista, la verificacin

de los clculos estructurales del Reservorio Torre Torre V=2000 m3

presentada por la supervisin se determina que la evaluacin

pericial es compatible con el diseo propuesto por la supervisin.




5.0 RECOMENDACIONES

a) Se recomienda mantener el diseo de los elementos estructurales:

Cpula, viga circular, muro del cilindro, losa de fondo.

b) La zapata debera reformularse de acuerdo al anlisis y diseo

realizado en este informe, segn el siguiente detalle:

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