Planilla de Cálculo de Estanques Según API 650

ARZE, RECINÉ Y ASOCIADOS INGENIEROS CONSULTORESPRÁCTICAS PLANILLA DE CÁLCULO DE ESTANQUES SEGÚN API 650 N° GP–CPA-013 REV. 1 Marzo de 2000 P. REVS REVS REVISOR FECHA 01.1999 REV.11. A 0 1 PRELIMINAR PARA APROBACIÓN PARA DIFUSIÓN DESCRIPCIÓN POR R.Valledor Revisor : J. RECINÉ Y ASOCIADOS INGENIEROS CONSULTORES PLANILLA DE CÁLCULO DE ESTANQUES SEGÚN API 650 N° GP–CPA-013 REV.C. 1 Por : R.ARZE.P.00 A. Santolaya Fecha : 30.99 APROBADO J.V. 16.99 30.Valenzuela/R.11.S. .09.03. Cassis Aprobación : A. . ..1 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN..................................................2 INTRODUCCIÓN...........................................1 DESCRIPCIÓN DE API650...........................2 GENERAL...............3 ..............................1 REFERENCIAS.......0 4.....................................................................................................INDICE 0........0 1...............0 3.................................XLS.......................................0 2..............1 DEFINICIONES........................1 4.........0 4...............................2 LIMITACIONES..........2 ANEXO I EJEMPLO DE APLICACIÓN ...... Las actualizaciones debido a modificaciones del código. sin necesidad de reemitir el presente documento. La primera versión es el archivo api650r1.Estructural. y se encuentra disponible en la red.xls contiene toda la información necesaria para ser utilizada sin necesidad de recurrir a este documento.xls.0.0 INTRODUCCIÓN El presente documento se ha elaborado para presentar la planilla de cálculo api650. u otras razones. • • L.xls. Reciné y Asociados una herramienta que facilite el cálculo de estanques de acero y sus anclajes. 1. modificando el número de revisión del archivo. desarrollada en Excel 97.xls es una planilla de cálculo desarrollada para entregar a los ingenieros de Arze. Wiley & Sons. api650.0DEFINICIONES No hay. Young Process Equipment Design J.0REFERENCIAS •• Welded Steel Tanks for Oil Storage.A. Su duración es de carácter indefinido y su uso recomendado para los ingenieros de la especialidad Civil . 3. en la carpeta de programas de estructuras.xls. E. Ingenieros Consultores S. Brownell. E. Reciné y Asociados. H. de acuerdo a las disposiciones de Welded Steel Tanks for Oil Storage. La planilla descrita en esta guía es de propiedad de Arze. API Standard 650. se realizarán directamente en la planilla api650. 2. . API Standard 650.0ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN La planilla api650. están indicadas en la primera hoja.xls es una planilla de cálculo Excel.xls 4. La planilla se ha dividido en diferentes hojas de cálculo con funciones específicas para cada una. • • No verifica sillas de anclaje. sin considerar interacción con corte. • • Los pernos de anclaje se calculan a tracción. como es el de señalar las bases de cálculo. • • No verifica el efecto combinado de tracción por presión hidrostática con el esfuerzo de la silla al traccionarse los pernos de anclaje. 4. que se encuentra disponible en la red.1 GENERAL El archivo electrónico api650. • • Aplicable sólo a estanques con techos cónicos autosoportados.2LIMITACIONES Las limitaciones de la planilla api650. cálculo de espesores del manto o calculo de pernos de anclaje. para el uso de los ingenieros de Arze y Reciné. sin necesidad de modificar el presente documento. ingreso de datos. • • No calcula anclajes al corte. • • No verifica singularidades tales como boquillas o entradas de hombre. denominada bases de cálculo.xls son las siguientes: • • Diseño de estanques de acuerdo a API 650. Las bases de cálculo y la forma de operar la planilla.4.0DESCRIPCIÓN DE api650. definir la nomenclatura. Ha sido desarrollada de manera que las futuras modificaciones sean realizadas mediante la emisión de nuevas revisiones de la planilla. . Nomenclatura .ANEXO I Ejemplo de aplicación.xls. A continuación se presenta un ejemplo de aplicación de la planilla api650r0. D Dc p H Hs hr Ht r efondo θ G Wr Ws WT Wtotal : Diámetro del estanque : diámetro del círculo de pernos de anclaje : altura del nivel de líquido de diseño.6.3.2 : altura del manto : altura del techo : altura total del estanque (Hs + h r) : revancha : espesor plancha de fondo : ángulo de inclinación del techo : gravedad específica del líquido : peso del techo : peso del manto : peso del líquido : peso total hr r H Ht H Hs H H t tramo 1 t tramo 2 t tramo 3 t tramo 5 t tramo 6 t tramo 7 t tramo 8 t tramo 10 D D θ nivel de l 厲 uido u y G G e fondo f D cp c Estanque: Datos del estanque Diámetro Estanque de Ácido D = 16 m . según API 650 -3. 23 t Cálculo espesores del manto .Altura de líquido Revancha (valor estimado a corregir según altura de ola) Altura manto (H + r) Altura techo Ángulo techo ( 9.8 m 12 m 3.4.10.00 m 20.1) Espesor fondo bajo el manto (mín. API 650 3.5 t 0% 4t 2 mm 2 mm 2 mm 0.5 t 24. otros) Sobrecarga de techo de cálculo (máximo entre los valores anteriores) Porcentaje sobrecarga de techo para sismo (normalmente cero) Sobrecarga manto (boquillas.5 t 24. según API 650 3.1) Gravedad específica Tensión de fluencia del acero Tensión de rotura del acero H r Hs hr θ e fondo G fy fu = = = = = = = = = = = = = = = = = 11.10.5.2 0.2. 6 mm.5 (5 mm < e < 12 mm) Espesor elegido Pesos calculados con los datos ingresados: Peso planchas techo Peso techo para cargas sísmicas Wr Wr Z I S C1 = = = = = = = = = 11.5° < θ < 37°.00 Sobrecargas Sobrecarga de techo mínima según API 650 3.6 1.23 t 20.20 0.5 mm 12 mm 20.1 (122 kg/m2 ) Sobrecarga de techo especificada (boquillas.10.56 ° 6 mm 1 36 ksi 58 ksi 24.3.40 1. otros) Espesores de corrosión Corrosión techo Corrosión manto Corrosión fondo Parámetros sísmicos Coeficiente de zona Coeficiente de importancia Factor de amplificación del sitio Coeficiente C1 Factor de amplificación sobre coeficientes sísmicos C1 y C2 (opcional) Espesores Espesor mínimo techo según API650 .00 1. 4 6.4 4.4 5.2 5.Espesores mínimos según API 650 .6.6.2 t .3 7.2 4.3.4 2.3 5.4 2.1 6.24 ) 50 < D < 120 (36.00 8.57 35.3 5.6.3 3.0 7.57 35.3.4 5.3 7.3 5.0 7.3 7.21 21.5 ) 120 < D < 200 (61.00 6.00 12.4 4.00 10.3 comercial elegido 6 6 6 6 8 8 8 8 8 8 peso del manto Ws t 5.3 7.3 API 650 tt mínimo de cálculo 0.4 3.00 td 2.57 35.00 12.0 ) D < 200 Espesores calculados según API 650 .4 7.59 35.3 5.61 28.4 1.0 7.4 3.1 Diámetro estanque ft (m) D < 50 (15.00 12.3 Espesores (mm) tramo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nota: y m 2.1 Cálculo sísmico Datos del estanque Peso del techo Wr = 20.57 35.0 7.40 10.3.00 12.57 espesor inch (mm) 3/16 (5 ) 1/4 (6 ) 5/16 (8 ) 3/8 (10 ) el espesor elegido debe ser mayor o igual que el espesor mínimo de cálculo y el mínimo de API 650 .00 12.00 4.0 7.80 16. 4 t 723.E4.1 t m 444.1 API 650 .64 m 1.1 API 650 .E5.50 m 2133.20 = 1.20 m 7.321 0.194 t/m 1.7 15.62 Cálculo de pernos de anclaje según API 650 Datos del estanque Diámetro Diámetro círculo de pernos D Dcp = = 16 m 16100 mm . API 650 .667 0.E5.E.3.API 650 .00 m 5.Peso del manto Peso del líquido Peso total Altura total del estanque Centro gravedad del manto Parámetros API 650 .375 0.3 Ws WT Wtotal Ht Xs D/H W1/WT W2/WT X1/H X2/H k W1 W2 X1 X2 T C2 C1 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 35.47 m 4.9E+06 = 0.6 11.60 0.21 s 0.1 M/(D2(wt+wL)) Resistencia al deslizamiento Factor de seguridad (coeficiente de roce 0.72 = 0.110 t/m 3.32 t/cm2 = 0.5) Tensiones en el manto API 650 .E5.E5.683 0.5 t 4.9 t 2307.2 Coeficiente C2 Coeficiente C1 Altura ola (debe ser 30 cm menor que revancha) Solicitaciones sísmicas en la base Momento volcante Corte Resistencia al volcamiento API 650 .21 0.2 (sin anclajes) API 650 .Apéndice E Figura E-2 Figura E-2 Figura E-3 Figura E-3 Figura E-4 Peso masa impulsiva Peso masa convectiva Centro de gravedad peso W1 Centro de gravedad peso W2 Período de la masa convectiva .581 1537.1(anclados).9 anclar M V wt wL FS b fa GHD2/t2 Fa fa/Fa = = 2.E5.3.43 0.57 t 2251.3 t m 1. 23 t 55.E6.50 t/m 15.53 t/cm2 17 30 M = 2133.57 t .79 t Fy = N° mínimo = N° pernos = 2.Peso del manto Peso del techo Peso manto + techo Materiales Tensión de fluencia del acero Cantidad mínima de pernos Cantidad de pernos a usar Solicitaciones Momento sísmico Tensiones según API 650 Anclaje necesario por unidad de circunsferencia (API 650 .1) Capacidad mínima necesaria por perno Área de tracción requerida por perno (diámetro mínimo 1") Ws Wr W = = = 35.57 t 20.86 cm2 usar 30 pernos de 1 1/2 " Cálculo de pernos de anclaje Datos del estanque Diámetro Ancho anillo basal Diámetro de pernos sugerido Diámetro círculo de pernos Peso del manto D Dcp Dcp Ws = = = = = 16 m 200 mm 16100 mm 16100 mm 35.1 t m = Aperno = = 9.91 t 7. 668 2.761 0.23 t 55.16 t 6.062 0.17 kg/cm2 12.96 cm2 0.Peso del techo Peso manto + techo Materiales n = Es/Ec Tensión de fluencia del acero Cantidad mínima de pernos Cantidad de pernos a usar Solicitaciones Momento sísmico Tensiones Área de cada perno para primera iteración Área de pernos distribuida en el anillo fibra neutra inicial (iteración) alfa Cc Ct z j Fibra neutra final Tensión de tracción en los pernos Tensión de compresión en el hormigón Capacidad mínima necesaria por perno Area de tracción requerida por perno (diámetro mínimo 1") Wr W = = 20.488 0.062 2451 kg/cm2 16.978 0.01 cm2 Aperno usar 24 pernos de 1 1/4 " .53 t/cm2 17 24 M = 2133.503 0.024 cm2/cm 0.1 t m Aperno ts k k fs fc = = = = = = = = = = = = = 4.79 t n Fy N° mínimo N° pernos = = = = 10 2.