INFORME ESTRUCTURAL TANQUE ELEVADO DE HORMIGON ARMANDO

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MEMORIA DE EVALÚO 
ESTRUCTURAL 
 
“TANQUE ELEVADO DE ALMACENAMIENTO DE 
AGUA POTABLE CONSTRUIDO EN HORMIGÓN 
ARMADO” 
 
UBICACIÓN: 
PARROQUÍA: 
CANTÓN: LA INDEPENDENCIA 
PROVINCIA: ESMERALDAS 
 
 
FECHA: 
AGOSTO 2020 
 
 
 
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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 
TIPO DE ESTRUCTURA: Estructura de hormigón armado 
DIMENSIONES: Estructura tridimensional, con sistema de muros 
portantes, y losas rígidas de hormigón armado. 
OBJETIVO Y ALCANCE: Realizar la respectiva evaluación estructural del 
Tanque elevado de hormigón armado, el cual ha 
estado abandonado, con el objetivo de determinar 
la posible rehabilitación del mismo considerando 
los niveles de esfuerzo y deformaciones 
producidas por las solicitaciones de carga 
actuales y proyectadas por el diseñador, con el fin 
de comprobar que la estructura actual tiene o no 
la suficiente capacidad de resistencia, bajo la 
acción de las cargas actuantes y cumpliendo con 
la normativa vigente en NEC 15. 
La configuración de la estructura se ha simulado mediante un modelo matemático, 
en el cual se han introducido la mayor cantidad de variables, de forma que los 
resultados obtenidos mediante la modelación pueden representar fielmente las 
condiciones de carga reales. 
MATERIALES USADOS: 
Hormigones 
• Hormigón en replantillo: f´c = 180 kg/cm² 
• Hormigón estructural: f´c = 240 kg/cm² 
 
 
3 
 
Acero de refuerzo 
• Barras corrugadas: Resistencia mínima de fluencia especificada: 
fy = 4200 kg/cm². 
• Malla electrosoldada: Resistencia mínima de fluencia especificada: 
fy = 5000 kg/cm². 
ANÁLISIS DE CARGAS 
CARGA PERMANENTE O CARGA MUERTA: están constituidas por el peso de los 
elementos estructurales que actúan en permanencia sobre la estructura (NEC-SE-
CG-1.2.2). 
• PESO PROPIO 
El peso propio de la estructura es calculado por el programa de análisis 
estructural, por medio de las longitudes ingresadas, las propiedades 
geométricas y el tipo de material asignado a cada elemento. Este peso es 
afectado por los factores, de acuerdo a la norma ACI 318-05. 
• PESO POR CARGA PERMANENTE 
El peso por carga permanente corresponde al peso por: Liquido en el tanque, 
cielo raso y peso de mampostería que actúa sobre la estructura (muros del 
tanque). 
��������� = 4 � 
�� ; �� = 0.8 
�

�� 
CARGAS VARIABLES O CARGA VIVA: depende de la ocupación a la que se 
destina la edificación y se conforma por los pesos de las personas, muebles, 
equipos y accesorios móviles o temporales, y otras (NEC-SE-CG-1.2.2) 
��������� = 0.25 � 
�� ; ; 
CARGAS SÍSMICA: Cargas sísmicas o carga accidental producida por un evento 
sísmico. 
Ductilidad y factor de reducción de resistencia sís mica R 
En el caso del método de diseño basado en fuerzas, se considera como parámetro 
constante dependiente únicamente la tipología estructural (NEC-SE-DS-6.3.4). 
Para este caso: 
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Pórticos y muros especiales sismo resistentes, de hormigón armado con vigas 
descolgadas………………………………………… � = 8 (NEC-SE-DS- Tabla 13) 
Coeficiente de Importancia 
Estructuras de ocupación esencial: Hospitales y tanques de 
almacenamiento…………………………………….… � = 1.5 (NEC-SE-DS- Tabla 6) 
 
Para el análisis sísmico se asume un suelo tipo D y un coeficiente de zona sísmica 
determinado por la distribución en sectores que representan la aceleración máxima 
efectiva de propagación de ondas sísmicas. El sitio se encuentra en una zona 
sísmica V, que tiene un coeficiente z=0.4 según la tabla 1 de la Norma Ecuatoriana 
de la Construcción: 
 
Los factores para este tipo de suelo son: 
Fa 1.2 
Fd 1.19 
Fs 1.28 
 
Tomados de las tablas de la Norma Ecuatoriana de la Construcción citadas a 
continuación: 
5 
 
 
 
 
6 
 
 
Espectro de respuesta elástico en aceleraciones 
�� = ! "� 0 # � # �$ 
 
n=1.8 (Costa), n=2.48 (Sierra), n=2.60 (Oriente), z=0.4 
Determinación del periodo de vibración 
Según (NEC-SE-DS-6.3.3) 
 
NEC 2015 ESTUDIO DE SUELOS
Fa= 1.20 1.2
Fd= 1.19 1.19
Fs= 1.28 1.28
To= 0.13 0.127 seg
Tc= 0.70 0.698 seg
η= 2.48
r= 1
Sa= 0.8339 Sec. 3.3.1
�% = 0.10 ∗ "' ∗
"(
")
�* 	 0.55 ∗ "' ∗
"(
")
�) 	 + ∗ , ∗ ") PARA 0 # � # �*
�) 	 + ∗ , ∗
�*
�
�
PARA � 0 �*
7 
 
Regularidad o configuración estructural 
 
 
Figura 1. Configuración estructural regular. (NEC-S E-DS- Tabla 9) 
La estructura se considera como regular en planta y en elevación, por lo que se 
puede usar el Diseño basado en fuerzas (NEC-SE-DS-5.3.2). 
Cortante Basal de Diseño 
Según (NEC-SE-DS-6.3.2) está definido como: 
� 	
�. ��1��2
� ∅4∅�
 5 
�: Cortante basal total de diseño. 
�: Coeficiente de importancia. 
��: Espectro de respuesta elástico en aceleraciones. 
��: Periodo fundamental de vibración de la estructura. 
5: Carga sísmica reactiva. 
�: Factor de reducción de resistencia sísmica. 
∅4, ∅�: Coeficientes de configuración en planta y elevación. 
 
 
 
 
V'x= 0.1564 t
V'y= 0.1564 t� 	
� ∗ �)
� ∗ 89 ∗ 8:
∗ 5
8 
 
COMBINACIONES DE CARGA 
(NEC-SE-CG-2.2.3) 
Las construcciones en general deberán diseñarse para resistir las combinaciones 
de: 
• Cargas permanentes 
• Cargas variables 
• Cargas accidentales 
 
(NEC-SE-CG-3.4.3a) 
Las estructuras deberán ser diseñadas de tal manera que la resistencia de diseño 
iguale o exceda los efectos de las cargas incrementadas, de acuerdo a las 
siguientes combinaciones: 
NEC D L E 
1 1.4 
2 1.2 1.6 
4 1.2 1 
5 1.2 1 1 
6 0.9 
7 0.9 1 
Tabla 1. Combinaciones de carga NEC 
D: Carga muerta; L: Carga viva; E: Carga sísmica 
 
 
NORMAS, CÓDIGOS, REGLAMENTOS Y ESPECIFICACIONES 
• Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-2015. 
o Cargas (no sísmicas) NEC-SE-CG 
o Cargas Sísmicas y Diseño Sismo Resistente NEC-SE-DS 
o Geotecnia y Diseño de Cimentaciones NEC-SE-CM 
o Estructuras de Hormigón Armado NEC-SE-HM 
• American Concrete Institute (ACI). Building Code Requirements for Structural 
Concrete, ACI 318-05. 
 
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MODELO MATEMÁTICO 
En base a las características geométricas observadas en campo, materiales 
descritos en el levantamiento estructural y solicitaciones que se proveen que actúen, 
se desarrolla un modelo matemático y se lo analiza bajo metodología de elementos 
finitos. 
 
El tipo geométrico de la estructura existente es de forma circular, simétrica en planta 
y en elevación, conformado básicamente por muros portantes de hormigón armado 
unidas en los niveles mediante vigas de conexión, sobre las que se apoyan las losas 
rígidas. 
 
En este caso el modelo se lo desarrollo y analizo con la ayuda del programa ETABS 
V20, cuyo reporte se anexa más adelante. En el modelo matemático se han 
realizado las siguientes consideraciones que aproximan las condiciones de uso a la 
realidad: 
 
• Empotramiento perfecto en la base de los elementos de soporte, que 
consideran la transmisión de momentos hacia las cimentaciones. 
 
• Los elementos estructurales horizontales se encuentran empotrados en sus 
extremos, por lo tanto deben ser diseñados para resistir las solicitaciones de 
esfuerzos de momentos, torsión, corte y esfuerzos axiales. 
 
• La estructura se analiza bajo la modalidad de pórtico espacial con muros 
rigidizadores. 
 
• Revisión de los esfuerzos máximos admisibles acorde a las directrices del 
código ACI 318-05, y Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC 15. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
 
 
 
 
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GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA 
 
11 
 
 
12 
 
 
 
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 CARGA MUERTA EN ENTREPISO (T/m2) CARGA MUERTA EN CUBIERTA (T/m2) 
 
 
 
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 CARGA VIVA EN CUBIERTA (T/m2) 
 
 
 
 
REACCIONES EN PIE DE ESTRUCTURA CV+CM+PP (T) 
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EVALUACIÓN DE LA CIMENTACIÓN 
Para el diseño de cimentaciones se requiere los estados de carga independientes 
además de las cargas y momentos por sismo para su combinación en el programa 
SAFE. 
En vista de que la estructura ya está construiday se pretende realizar un análisis 
estructural actual, se procede a optar por un evaluó visual técnico de la cimentación 
la cual se procederá a: 
 Si existe maleza o vegetación la cual se encuentre colindando la cimentación, 
se deberá proceder a la limpieza inmediata de manera que se evite que dicha 
maleza deteriore la estructura. 
 Si existiera o existiese alguna fuga o encausamiento de agua que proceda 
de actores externos a la estructura que esté poniendo en riesgo la 
cimentación, se procederá a corregir estas anomalías para evitar daños en 
cimentación. 
 Se verificara que no exista socavación, además del posterior recubrimiento 
hormigón en los lugares donde se conste que haya deterioro en cimentación 
para de esta manera impermeabilizar la base de la superestructura. 
Nota: El seguimiento continuo de los pasos indicados anteriormente extiende la vida 
útil de la estructura, la cual se deberá acotar al pie de la letra dichas disposiciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
EVALUACION ESTATICA Y 
DINAMICA DE LA 
SUPERESTRUCTURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESPECTRO SISMICO UTILIZADO EN EL MODELO 
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El espectro sísmico utilizado corresponde a los datos obtenidos de la zona en la 
cual está la estructura, en este caso correspondiente a la Provincia de Esmeraldas, 
localidad La Independencia, estos datos están corroborados en la hoja de cálculo 
que se adjuntara. 
 
R= 8.00
Z= 0.40
I= 1.50
g= 980.67
ΦEx= 1.00
ΦEy= 1.00
ΦP= 1.00
n= 2.48
r= 1
Fa= 1.20
Fd= 1.19
Fs= 1.28
To= 0.13
Tc= 0.698
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PERIODO DE LA ESTRUCTURA 
 
 
El periodo de la estructura está dentro del rango permitido por la NEC-15 la cual 
dice que el periodo fundamental de la estructura arrojado por el simulador del 
modelo no debe exceder de más de 30% del periodo calculado por el diseñador. 
 
 
CORRECION DEL CORTANTE BASAL ESTATICO Y DINAMICO EN EL 
MODELO 
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La NEC-15 exige que el cortante basal sea corregido al 100% en el sismo estático, 
y en un 85% en el dinámico, para fines prácticos se han corregido ambos al 100% 
la cual garantiza el correcto modelamiento de la superestructura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANALISIS MODAL ESPECTRAL 
11. CORRECCION DEL CORTANTE BASAL
Peso total de la estructura (W)= 166.2574 t
Carga muerta (W)= 110.7242 t
Peso total de la estructura + Carga muerta (W)= 276.9816 t
Cosrtante Basal Inicial (V)= 0.1564
Fuerza horizontal calculada (Vo)= 43.32
Fuerza horizontal ETABS (Vo) - X= 43.3062
Fuerza horizontal ETABS (Vo) - Y= 43.3062
Cortante Basal Corregido (Vo)= 0.1564 Ok
0.1564 Ok
EJE X-X EJE Y-Y Resultante
Fuerza Dx (F)= 43.3196 0.2199 43.320158
Fuerza Dy (F)= 0.2199 43.3195 43.320058
11.1 Sismo estático
11.1 Sismo dinámico
%sismo 
(Dinamico/Estatico) 
Factor aceleración 
corregido (ε)=
100% 100%
9.8066 9.8067
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Participación modal de masas 
 
Para este análisis se toman únicamente los 3 primeros modos de vibración ya que 
la superestructura debe alcanzar los requerimientos impuestos en estos 3 modos 
los cuales se describen a continuación: 
1) Para el primer modo de vibración la estructura de oscilar en el eje de las x, la 
cual cumple a cabalidad, 
2) Para el segundo modo de vibración la estructura debe vibrar en sentido al eje 
de las y, por supuesto esta condición igual cumple, 
3) En el tercer modo de vibración la estructura debe alcanzar movimiento 
torsional lo cual indica el correcto dimensionamiento estructural y eficiencia 
del mismo. 
En resumen toda estructura debe alcanzar movimiento traslacional en sus dos 
primeros modos y un torsional en el tercer modo de vibración, la cual para fines 
técnicos se dice que la estructura tiene un correcto comportamiento a los estados 
de carga que se impusieron. 
 
 
 
FUERZAS CORTANTES ACTUANTES EN EL MODELO MATEMATICO 
Case Mode Period UX UY Sum UX Sum UY RZ Sum RZ
sec
Modal 1 1.242 0.5928 0.2334 0.5928 0.2334 0.0001 0.0001 0.02% TRASLACIONAL
Modal 2 1.241 0.2335 0.5928 0.8263 0.8262 0.00001073 0.0001 0.00% TRASLACIONAL
Modal 3 0.645 0.00003949 0.0001 0.8264 0.8263 0.8126 0.8127 812600.00% TORSIONAL
Modal 4 0.197 0.0103 0.0081 0.8367 0.8343 0.0002 0.8129 1.94% TRASLACIONAL
Modal 5 0.197 0.0081 0.0103 0.8447 0.8446 0 0.8129 0.00% TRASLACIONAL
Modal 6 0.103 0 0 0.8447 0.8446 0.0136 0.8265 0.00% TRASLACIONAL
Modal 7 0.078 0.1169 0.0029 0.9616 0.8475 0.00004045 0.8266 0.03% TRASLACIONAL
Modal 8 0.078 0.0032 0.1166 0.9648 0.9641 0.00002335 0.8266 0.02% TRASLACIONAL
Modal 9 0.069 0.0067 0.0063 0.9715 0.9704 0 0.8266 0.00% TRASLACIONAL
Modal 10 0.068 0.0051 0.0062 0.9767 0.9766 0.0004 0.827 6.45% TRASLACIONAL
Modal 11 0.059 0 0 0.9767 0.9766 0 0.827 0.00% TRASLACIONAL
Modal 12 0.052 0.000006723 0.000002131 0.9767 0.9766 0.1483 0.9753 2205860.48% TORSIONAL
Modal 13 0.045 0 6.618E-07 0.9767 0.9766 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 14 0.043 0 0 0.9767 0.9766 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 15 0.042 0.00004973 0.00003502 0.9767 0.9767 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 16 0.042 0.001 0.0012 0.9777 0.9778 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 17 0.042 0.0011 0.001 0.9788 0.9788 9.565E-07 0.9753 0.09% TRASLACIONAL
Modal 18 0.037 0.000009128 0.000006842 0.9788 0.9788 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 19 0.037 9.372E-07 0.000001996 0.9788 0.9788 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
Modal 20 0.035 0.0003 0.00001774 0.9791 0.9789 0 0.9753 0.00% TRASLACIONAL
PARTICIPACIÓN MODAL DE MASAS 
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 Fuerzas Estáticas en x Fuerzas Estáticas en y 
 
 Cortante Estático en x Cortante Estático en y 
 
22 
 
 
 Cortante Dinámico en x Cortante Dinámico en y 
 
DERIVAS MAXIMAS PERMISIBLES 
 
 Derivas Estáticas en x Derivas Estáticas en y 
 
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 Derivas Dinámicas en x Derivas Dinámicas en y 
Para el cálculo de la deriva máxima se utiliza la siguiente expresión: 
Deriva máxima = 0.75*R*Deriva calculada ≤ 2% 
Donde: 
R= Factor de resistencia sísmica 
 
Para el caso de tanques elevados se utilizara un factor R de 3 tal como indica los 
requerimientos de diseño de la NEC-15. 
24 
 
 
Como podemos observar las derivas máximas del modelo matemático no cumplen 
el requerimiento de ser menor o igual al 2% que establece la NEC-15 en cuyo caso 
los valores obtenidos no son alarmantes, ni tampoco son señales de vulnerabilidad 
de la estructura, en todo caso la estructura fue construida con normas anteriores a 
la vigente y por ende los requerimientos no eran tan exigentes como los de ahora. 
 
 
CONCLUSIONES: 
 La estructura tiene un comportamiento estable y cumple con la mayoría 
estatutos vigentes que rige la NEC-15, si se toman en cuenta los factores de 
reducción usados en el diseño se tiene un porcentaje de resistencia el cual 
puede cubrir las falencias que tenga la estructura, por ende la rehabilitación 
es posible con la correcta impermeabilización del tanque, protección de la 
cimentación como ya se lo menciono anteriormente, no exponer la estructura 
a agentes corrosivos de ser el caso recubrir la estructura con pintura anti 
corrosible que permita proteger los elementos estructurales. 
 A su vez la constante fiscalización de la entidad competente para que se dé 
seguimiento y cumplimiento a las disposiciones establecidas. 
 
 
 
 
 
Oscar Armando Valdiviezo Cajas 
Ingeniero Civil – Diseñador - Consultor 
1724585193 
Celular: 0983404508 
Email: ing.oscar.valdiviezo@hotmail.com 
Registro: 1005-2019-2053306 
Derivas Calculadas R Derivas Máximas Observacion
Sx 0.010519 3 2.37% NO PASA
Sy 0.010497 3 2.36% NO PASA
Dx 0.010619 3 2.39% NO PASA
Dy 0.010639 3 2.39% NO PASA