A3-1 A3 DESCRIPCIÓN DEL ESTANQUE GEOMETRÍA DEL ESTANQUE V401-A Diámetro interno del estanque, D 21.50 Radio interno del estanque, R 10.75 16.70 20.47 Altura máxima del líquido, H 15.17 Altura de rebose, 1.53 Volumen máximo de líquido, 5,507 Peso total del líquido a contener, 9,913 Espesor de la plancha anular bajo el manto, 16.0 Número de anillos 8 b t L W L V r h
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A3-1
A3 DESCRIPCIÓN DEL ESTANQUE
GEOMETRÍA DEL ESTANQUE V401-A
Diámetro interno del estanque, D 21.50 [m]
Radio interno del estanque, R 10.75 [m]
16.70 [m]
20.47 [m]
Altura máxima del líquido, H 15.17 [m]
Altura de rebose, 1.53 [m]
Volumen máximo de líquido, 5,507
Peso total del líquido a contener, 9,913
Espesor de la plancha anular bajo el manto, 16.0 [mm]
Número de anillos 8 [un]
bt
LW
LV
rh
A3-2
ESPECIFICACIÓN DEL MATERIAL
Tipo de material ASTM-A36
2,500
4,080
Peso específico del acero, 7.85
Módulo de elasticidad del acero, 2.1E+06
Módulo de Poisson del acero carbono, 0.3 [adm]
DATOS DEL FLUIDO
Nombre H2S04 ( 98% )
Peso específico, 1.8
PESO PROPIO DEL ESTANQUE
147.7 [ton]
31.9 [ton]
8.5 [ton]
22.4 [ton]
210.51 [ton]
PROPIEDADES DEL SUELO DE FUNDACIÓN
Módulo de elasticidad del suelo de fundación, Es 650
Módulo de Poisson del suelo de fundación. 0.3 [adm]
Módulo de corte del relleno compactado, Gs 250
Densidad del relleno compactado, 2,100
Ángulo de fricción interna del relleno compactado, 40 [grad.]
s
sρ
lγ
acγ
a cE
A3-3
ESPESORES Y PESOS DE PLANCHAS
27.0 [mm]
7.0 [mm]
11.0 [mm]
16.0 [mm]
Anillo
1 210 27 30.064
2 210 23 25.610
3 210 20 22.269
4 210 18 20.042
5 210 15 16.702
6 210 12 13.362
7 210 10 11.135
8 200 8 8.484
Peso de los elementos auxiliares del estanque
Descripción Peso [ton]
Viga superior 0.14
Viga radial 5.51
Viga inferior 0.86
Plataformas 2.00
Total 8.51
Tabla A3 - 1 Espesores y pesos de las planchas del estanque V401-A
Ancho cm
Espesor mm
Peso ton
Tabla A3 - 2 Detalle del peso de los accesorios del estanque V401-A
A3-4
A4-5
A4
A4.1 INTRODUCCIÓN
A4.2 DESCRIPCIÓN DEL CÓDIGO API - 650/98
En esta parte del estudio, se desarrolla el análisis sísmico del
El código estadounidense API 650/98, en el apéndice “E” entrega la
pauta para el diseño sísmico de estanques de acero soldado, soportados
directo a piso. Al igual que la norma chilena Nch. 2369 oficial del 2003, el
código API 650/98, considera válido el modelo de Housner, el que propone
El estanque en estudio, está diseñado para almacenar ácido sulfúrico
en altas concentraciones, pese a esto se utiliza el código API 650/98, el que
entrega las pautas para el análisis sísmico de estanques destinados a
almacenar petróleo. Es habitual que se utilice el código API 650/98 para el
A4-6
A4.3 COEFICIENTE SÍSMICO HORIZONTAL IMPULSIVO
impulsivo, (ver tabla 6 - 2)
Zona Sísmica Coeficiente sísmico horizontal impulsivo
1 0.16
2 0.24
3 0.32
0.24 [adm]
Tabla A4 - 1: Determinación del coeficiente sísmico horizontal
HI(Nch)C =
La normativa nacional entrega la metodología para determinar el
coeficiente sísmico horizontal del modo impulsivo, el que debe ser igual al
coeficiente sísmico máximo dado por la norma chilena Nch 2369, este
coeficiente depende de: la zona sísmica, el factor de modificación de
La norma NCh. 2369 de 2003, recomienda un factor de modificación
de respuesta, R(Nch) = 4.0 y un factor de amortiguamiento para los estanques
de acero soldado, (Nch) igual a 0.02. Además, el estanque en estudio se
encuentra emplazado en las instalaciones de Codelco Norte, Chuquicamata,
correspondiente a una zona sísmica 2, según la normativa nacional. La tabla
A4-7
A4.4 COEFICIENTE SÍSMICO HORIZONTAL CONVECTIVO
(6.2)
= 0.3 g
(Ver tabla 6 - 3)
Zona Sísmica
1 0.2 g
2 0.3 g
3 0.4 g
= 9.8 aceleración de gravedad;
Tabla A4 - 2 Determinación de la aceleración efectiva máxima A0.
Valor de la aceleración máxima efectiva ,
0A
g2
m
seg
0A
0 2
mA = 9.8 0.3 = 2.94
seg
Para determinar el coeficiente sísmico horizontal convectivo, la
normativa nacional establece que se debe utilizar la expresión 6.2, la que
está en función del periodo fundamental de vibración del líquido, T*. El valor
0,4n'0
*(Nch) c(Nch)
HC(Nch)
0
2,75 A T 0.05
g R T ξC , es igual al mayor valor de:
A 0.1
g
2
m
seg
A4-8
= 2.94
= 4.0 [adm]
(Ver tabla 6 - 5)
T´ (segundos) n
I 0.20 1.00
II 0.35 1.33
III 0.62 1.80
IV 1.35 1.80
T´ = 0.35 [seg]
n = 1.33 [adm] parámetro relativo al suelo de fundación
obtenido de la tabla A4 -3;
Tabla A4 - 3: Determinación de los parámetros que dependen del tipo de suelo
Tipo de suelo
0A2
m
seg
0 2
mA = 9.8 0.3 = 2.94
seg
factor de modificación de respuesta para los
De acuerdo al estudio de mecánica de suelo practicado bajo la
fundación del estanque, el suelo corresponde a: “arena densa con grado de
compactación igual a 95% del valor proctor modificado”, este tipo de suelo se
(Nch)R
A4-9
= 0.005 [adm]
Cálculo del periodo fundamental en la dirección de análisis, T*.
(3.4)
D/H = 1.42 [adm] razón de forma; 1.42 [adm]
c(Nch)ξ
0.5T* = 1.81k D
donde:
T* : periodo fundamental del líquido, en segundos;
D : diámetro interno del estanque, en metros;
D 21.5
H 15.17
A4-10
k = 0.59 [adm] parámetro k, obtenido de la figura A4-1