COVENIN_Tanques_Sismorresistente_3623-00

5/10/2018 COVENIN_Tanques_Sismorresistente_3623-00 - slidepdf.com

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NORMA

VENEZOLANA

DISENO SISMORRES.ISTENTE

DE TANQUES METALICOS

(Provisional)

MNSlmO [E1t-fRAES1fU:ll.R

D~ ~ ~ CE B:.l.JRIIMSllO l.HWO.

NS FUNVISIS

COVENIN

3623:2000



PROlOGO

La presente norma fue elaborada de acuerdo a las direcrices

del Comite Tecnico de Norrnalizacion eT3 Construccion, par el

Subcomite Teen rca SC1 Edifieaciones y aprobada per

FONDONORMA en ,Iareunion del Consejo Superior N° 2000 ..07 defecha 26f07f2000 can caracter provisional.

En la etaboracion de esta horma participaron las siguien!es

enlidades; Fundaci6n Venezolana de Investigaciones Sismologicas,

FUNVIS1S; Petroteos de Venezuela SA POVSA; Minisleriode

Infraestructura; MINFRA: Fondo para la Normalizacion y Cerlificaci6n

de Ia Calidad, FONDONORMA

Esta Norma Venezolana COVENIN-MINDUR esequivalente a

las Especificaciones PDVSA N° FJ-2S1_



Por iniciativa de la Comisi6n Ad-Hoc designada por la Fundaci6n Venezolana de

Investigaciones Sismol6gicas, FUNVISIS. para t a p reparac ion y drscusion del texto final de laNorma Venezolana COVENIN-MINoUR 1756: 1998 Edificaciones sisrnotresistemes, integrada

por los siguientes profesionales: Arnaldo Gutierrez, Denis Rodriguez, Heriberto Echezuria, JoseGrases (coordinador), Jorge Gonzalez (secretario), Oscar Andres Lopez, Wiliam Lobo Q. y

Manuel Paga (asesores); la Cornision Permanente de Normas Tecrucas del Ministerio del

Desarrollo Urbano. MINDU tramit6, revis6 y aprob6 Ja presente Esp ificacion PDVSA FJ-

251 para que sea considerada ante FONDONORMA para s cion como Norma

Venezolana COVE IN-M tNDUR 3623 Oiselio sismorresistente de tanques Ileos, para todo

tipo de instala indusbiales -petroleras y no petroleras- para IIenar eI fo existente

actualrnente en ef sector de infraesl:n.{ctura industrial. La presente.oorm8 forma inlegrante

del Manual Cie Ingenier ia de O isefto de PDVSA.

Por la ecnicas del MINOUR:

Caracas. 24 de agosto de 1999.

La presente Norma Venezolana COVENIN-MINDU 3623:2000, es de caracter provisiOnal par

el periodorde un ano, contando a partir de la fecha SU R,ublicaci6n en Gaceta Oficial a fi n deh b t e n e r y procesar las observaciones que su uso dcasione.

li~ las censuttas, asi como las observaciones qu e s urja n durante este periodo un afio.

de"ben enviarse por escrito y debidamente documentadas, segun las pautas estableCidas en eI

An 0B de Ia esente Norma Venezolana. a cualquiera de los uientes entes:

• Fundaci6n Venezolana de Investigaciones Sismol6glcas. FUNVISIS:

Pr ngaciOn Citile Mara, EI Lianito, Caracas, 1070;

lNTRODUCCION

Sal Epelboi

Gutiefrez

!J8sar Carreno

Carmen lobo de Silva.

Fax: (a2) 257.99. Tl; e-mail: [email protected] .intemeLve

r, Grases. C dinador de la Comisi6n Ad-Hoc 6

. OrihUela, Presidents de FUNVISIS.

• Fonda para la Norrnahzacion y Gertif icaci6n dela Calidad, .EeNDONORMAFinal Av. Andres Bello, Torre Fonda Cornun, Pisos 11 y 12. Caracas;

Apartado Postal 51116. Caracas 1050-A, Venezuela;

Fax: (02) 574.13.12; e-mail: h jv aS@ fo nd on orm a ,o rg v e

Atencion: Ing. Humberto Vivas Perez, Coordinador Comites Tecnicos de Normalizaci6n

del Sector Construcci6n.



NORMA VENEZOlANA

DISENO SISMORRESISTENTE

DE TANQUES METAucos

COVENIN

3623:2000

(Provisional)

1 OBJETIVO

1.1 Esta Norma Venezolana establece los criterios minimos para el diseno stsrnorresistente de tanques deacero, cilindricos. verncates, con presion interna no mayor a la presi6n atmosferica,

1.2 Esta Norma Venezolana va acornpariada de comentarios que tienen como proposito senatar susfundamentos y ejemplificar su aplicacion. vease A 1.1.

1.3 Esta Norma debe ser o IN 3621.

2 REFERENCIAS N O R M A T I V A S

Las siguiente no rmas cont ienen disposic' es que al ser citadas en este texto. constituyen ecuisrtos de esta

Norma Ven.ezolana. las edlciones indicadas estaban en vigencia en el momtoda nor estj SUjeta a revision se recormenda a aquellos que reaticen acUQ"l~_

analicen conveniencfa de usar las ediciones mas recientes de las norm as citadas

2.1 N Venezolanas COVENIN

Estructuras de a~ para icaciones. Metodo de los estados Ii iteS

Estructuras de concreto annado para edificaciones. Analisis y diseri

Edificaciones sismorresis entes

Diserio sismorresistente de instal . es industriales

Diserio sismorresistente de re !pientes y estructuras

Diseno sismorresistente de estructuras en aguas lacustres y some

API Standard 650

Oefiniciones

2.3 Otras

se ben consultar los

2.4 Otros Documentos

IC Design of Storage Tanks.

PRIESTLEY. M.(Editor)Seismic design of Storage Tanks. New Zealand National Society of Earthquake

Engineering. New Zealand, 1986.

3 TERMINOLOGiA

3.1 Glosario

Para el proposito de esta Norma Venezolana se aplican las siguientes cenniciones junto con la terminologia

correspondiente a ta Norma Venezolana COVENIN 3621:

3.1.1 Anclaje

Pernos, barras 0planchas utilizadas para anclar el tanque al ani lia de concreto de fundacion.



3.1.2 Coeficiente de amortiguamiento equivalente

Es la fracci6n del arnoruouarnlente critico que incarpora las diversas formas de disipacion de energia delsistema tanque-liquida-suelo.

3.1.3 Efectos convectivos

Son aquellos efectas dlnarnicos asociadas a las oseilaeianes delliquido.

3.1.4 Efectos impulsivos

Son aquellos efeetos dinamicos asociadas al movimiento delliquido como un cuerpo rigida.

3.1.5 Fonda del tanque

un movimiento

3.1.7

nque; se Ie suele lIamar tarnbien del

A . w es la ordenada del espectro de diseiio de la componente ertical, expresada como fraeci6n de laaceleraci6n de la gravedad. Es adimensional.

A o es la aceleraci6n maxima del terreno expresada como fracci6n de la aceleraci6n de la gravedad. Es

adimensionaL

D es el factor de ductilidad.

E es el modulo de elasticidad de las paredes del tanque, se expresa en kilogramos por centimetro

cuadrado.

Fa es el esfuerzo admisible de compresi6n en la base de la pared del tanque, se expresa en kitoqramos

par centimetre cuadrado.



Fby es el esfuerzo correspondiente al limite elastica de la plancha de fonda, se expresa en kilogramos parcentimetre cuadrado.

F,y es el esfuerzo correspondiente allimfte elastica del anille inferior de la pared del tanque, se expresa enkilegramos par centimetre cuadrado.

G es la gravedad especifica dellfquido alrnacenado. Es adimensional.

H L es la altura maxima delliquido, en metros

~ es el coeficiente usado para el catculo del periodo T 1. Es adimensional.

K, es el coeficiente usado para el calculo del periodo Tv. Es adimensional.

M es el momento en la base dEil tanque debido a la combinaoon de IQSefectos irnpulslvos y convectivos,se expresa en kilogramo-melro

M r es el momepto reduddO en fa base, en kflog ramo-metro.

M, es el m nto en iiibase1fel tanque debido a los etectos impu

momento en la del tanqu debido a los efectos convectivos en kitOgfamo-.metro.

as eI ~rfodo del modo convectiva, se expresa en undos.

s.

Pee eI punto de ebullici6n delllqukfo, en grados cenUgrados.

PI es eI punto de inf lamacion delliquido, en glados centigrados.

es fa probabilidad de excedencia anual. Es imensional.

es eI periodo fundamental de la es ructura, se expresa en segundos.

es eI pt:!riodo del modo impulsivo, se e,xpresa en segundos.

P ,

T

T ,

Tv es eI perlodo de vibraci6n vertical del sistema ta ue-Uquido, en segundos.

V es fa ~ en la base del tanque debida a lOSefectos irn

V, as fa fuerza, cortante reducida en la base del tanque, en kDogtamos.

V, es Ia fuerza rtante en la base del tanque debida a los efectos irnpulsivos, en

es fuerza cortante en la base del tanque debida a los efectos convect iva

W es el paso total dellfquido, en kilogramos.

WL es el maxi peso del confenido del tanque que se pue utiizat para AIIistii' e momenta de vuelco,

en kilogramos p&{ metro

Wp es el peso de las paredes del tanque en kilogramos.

WI es el peso de las paredes dellanque mas el peso de la porcion del techo que se apoya en las mismas,

en kilogramos por metro lineal de circunferencia.

Wte es el peso del techo del tanque, en kiloqrarnos.

W, es el peso efectivo delliquido que 'libra al unisono conel tanque (modo impulsivo), en kilogramos

W2 es el peso efectivo del liquido que participa en el primer modo de vibraci6n del liquid a (modo

convectivo), en kiloqrarnos.

X p es la altura del centro de gravedad de las parades, referida a la base del tanque, en metros.

Xte es la altura del centro de gravedad del techo, reterida a la base del tanque, en metros.

X l es la altura del peso W1, en metros.



X2 es la altura del peso W2, en metros.

b es la fuerza de cornpresion en la base de la pared, en kilogramos por metro lineal de circunferencia

d es e! diametro del tanque, en metros.

h es la altura maxima de oscilacion delliquido, en metros.

fc es el esfuerzo de compresi6n actuante en el anillo inferior de la pared del tanque, en kilogramos parcentimetro cuadrado.

9 es la aceleracien de gravedad igual a 981 crn/s".

r es el radio nominal del

es la vida Uti! 0

o

a de los espectros.

par

circunferencial en la

por centimetro cuadrado.en

:,,_c......+, erzo circunferencial en la base de la

par centimetre cuadrado,

4 MICQS DE DISENO

de diseiio se determinan de a t t r e A : 1 O

de Riesgo (Tabla 1). Se se ~:iQf!a

cual es utilizada en el ealcu ' a c : • • •

dic~Ili~ •• ~la Venezolanaencia anual (Pl)

axirna dellerreno.

da en el capitulo 7

Los espectros de se determinan de acuerdo 7.3 de la Norma Venezolana

COVENIN 3621, 6 can el 8 de la misma norma para 0=1. _",enlU de amortiguamiento necesario

para definir 1a ordenada del espectro en la superficie [vease Ecuaci6n (5) de COVENfN 3621], debe ser

sefeccionado en fa Tabla 1.



Tabla 1. Goeficientes de amortiguamiento equivalente (~)

Efectos impulsivos

Efectos

convectivosuelos S1 Y S2 Suelos S3 Y 54

Direccion Direccion Direccion Direcci6n

horizontal vertical horizontal vertical

0,05 0,05 0,0

, . (b)

0,05 0,15

a) Se puede elevar hasta 0,0 si los anclajes se disenan como ancla_ooc tues que frabajen en eI a inetestico.Se puede e/evar asta 0,07 . los anclajes se disenan como anClajes

ducti/es que trabaje en el fango inetestico.

Pa eI diseno se debe utilizar el criteria de superposicion fectos establecidosen la secc 4 5 [(Eouaclon

(1) J ' Is Nom\a Venezolana COVENI N 3621, con los coeficJti!ntes dados en la Tabla 2, lie se presenta a

continuaci6n:

Tabla 2. Coeficientes a emplear para la supe osici6n de efectos

(segun la secci6n 4.5 COVENI 3621)

ode

dlseito

m

1,0

Esfuerzos

admisibles

1,0 0,8,0

Para el diseno del tanque. esta Norma Venezalana utiliza el metoda de esfuerzos admisibles en sus secctones

10.1 a 10.6, ambas incluidas.

A tal efecto se debe emplear el momento en la base reducido M, = 0,8 M Y la fuerza cortante en la base

reducida V, = 0,8 V. Vease A.3.



6 MODELO MATEMATICO

6.1 Procedimiento

6.1.1 EI analisis sismica descrito en esta seceion se 'fundamenta en que la respuesta dinamica en direcoonhorizontal del sistema tanque-liquido esta definida par dos (2) modos de vibracion: un modo impulsive, dondeuna parte del liquido se mueve aJ unisono con el tanque, y un modo convective donde una parte del liquido

oscila mdependientemente del movimiento del tanque.

6.1.2 El modele cinarmco esta constituido par dos (2) pesos equivalentes: uno representa el efecto del modoimpulsivo y el otro el del modo convectivo. La altura equivaJente de cada peso, referida al fondo del tanque, se

utiliza para calcular los momentos de volcamiento en la base, resultantes de los efeetos hidrodinamicos.

6.1.3 Para el calculo de los pff!c:.I£)S hidrodinarnicos que induce la acci6n slsrnica, se pooran utilizar modelosmas refinados que los aqu siempre que sean debidamente Vease A.4.

ra al unlsono can el tanque

(modo

~ ce. . . . . . .fill

~op

'Q

~Q4

"-

0.2.

8

d es el diarnetro nominal del tanque, en metros;

Hl es la altura maxima delliquido, en metros.

Figura 1. Pesos efeetivos

Vease A.4.2.

6.3 Alturas efectivas

Las alturas medidas desde et fonda del tanque hasta el centroide de cada peso etectivo, se obtienen de

multiplicar por HL los valores Xl f HL YXlI HL determinados en la Figura 2, (vease A4.3), donde:



X l es la altura del peso WI, en metros;

0,8

o 1 2 8

X2 es fa altura del peso W2, en metros

4

D M

Figu 2. Alturas efectivas

7 PE R ioD OS D E VIBRACION

s

7.1 Vibraci6n horizontal

EI periodo T1 del modQ impulsivo del sistema tanque-liquido est!! dado por:

(1)

donde:

Yl es el peso especi IC dellfquido, en kg/m3;

E es el m6dulo de elasticidad de las paredes del tanque, en kgicm ;

K t , es el coeficiente definido en la Figura 3 siendo t .n el espesor promedio (en mm) de los anillos que

constituyen la pared del tanque y rei radio nominal (en metros) del tanque;

g es la aceleraci6n de gravedad (981 cm/s").

EI perlodo T2 del primer modo convective de oscilaci6n dellfquido esta dado par:



T=1,84 tanh (1 ,84 H r J

Figura 3. Coeficiente K h

Vease A.5.

7.2 Vibraci6n vertical

EI periodo fundamental T v de vibraci6n vertical del sistema tanque-liquido esta dado por:

1/2

Tv = 1,762 H L [ L l ]KV gE

(3)

(2)

4



donde:

Kv es el coefieiente definido en la Figura 4. siendo 1 m el espesor promedio (en mm) de los amllos queeonstituyen la pared y el radio nominal (en metros) del tanque.

8 FUERZAS EN LA BASE DEL TANQUE

8.1 Componente sismica horizontal

Las fuerzas resultantes en la base del tanque se obtienen combinado los efeetos del modo impulsivo y delmodo conveetivo, (vease A6), sequn el metodo del valor maximo probable.

8.1.1 Fuerza cortante

La fuerza cortante maximg.pfobable esta dada por:

V = (V/+V22)112

V , :::; ~,(W, T p+Wta)

V2 = 1\;2

donde:

V,

V 2

A ll

An

WI

W2

Wp

W~

8.1.2 M

es fa fuerza cortante en la ba~ d eb id a a s efeetos impulsivos. en kilogramos,

es fa fueaa cortante en la base'qebida a los fectos convectivos, en kilogramos;

es fa ordenada del espectro de dis tio definido en la Seccion 3, para el perlodo T1;

es fa O(denada del espectra de diseno definido en la Seccion 3, para el perlodo T2;

as eI peso efectivo definido en la seccion 6.2;

as eI peso efectivo definido en la seccion 6.2;

es ef peso de las paredes del tanque, en kilo~ramos;

as at peso del techo del tanque, en kiloqrarnos.

opIentto en Ia base

EI momenta rnttximo

M :::; (M/ + 2)112

hie del tanque esta dado par:

M , :::; ~ I (W,X ,

donde:

M l es el momento en la base del tanque debido a los efeetos irnpulsivos, en kilogramo-metro;

M 2 es el momenta en la base del tanque debido a los efectos conveetivos, en kilogramo-metro;

X l es la altura efectiva definidaen el parrafo 6.3;

Xl es la altura efectiva definida en el parrato 6.3;

X p es la altura del centro de gravedad de las paredes, referidas a la base del tanque, en metros;

X t " es la altura del centro de gravedad del techo, referida ala base del tanque en metros.



Q

8.l.3 Esfuerzo circunferencial

EI esfuerzo circunferencial en (kg/cm2) producido en la base de la pared del tanque par la componentehorizontal del s is rn o, ( cre h) e sta dado por.

crllll = Vr 1(10 11HL I e }

donde:

Vr es la fuerza cortante reducida en la base, en kilogramos;

I e es el espesor de la base de la pared /(anHlo inferior), en rnillmetros.

donde:

e de la pared (anillo inferior)adrado;

. . .

;;:0,002

~v es la ordenada del espectro de diserio de la componente vertical del sismo (vease capitulo 4) obtenidacan el periodo Tv (vease Ecuaci6n 3, secci6n 7_2)_

Figura 4. Coeficiente K,

8.3 Fuerzas para el diseno de Ia fundaci6n

Las solicitaciones para el diseno del sistema de fundaciones deben incluir adernas de los efeetos de la

gravedad, los efectos inerciales generados par el sismo sabre todos los componentes del tanque, as! como los

efeetos hidrodinarnicos, en especial las presiones generadas sabre el fonda del tanque. En el caso de

tanques que no esten apoyados direetamente sabre el terreno, el sistema de apoyo se debe ineorporar en el

modele de anallsis,



9 ALTURA MAxiMA DE OSCILACICN DEL LiQUIDO

La altura maxima de la anda producida par las oscilaciones del llquido. (vease A.7), estadada par:

h = 0,48 d ~2

donde:

A . J 2 esla ordenada del espectro de diserio definido enla Secci6n 3, parael perledo T 2 :d es el diarnetro nominal del tanque. en metros;

h es la altura maxima de oscilacion delliquido, en metros.

10 DISENO

10.1 Resistencia al 0Icamient0

La resistencia a1tnomento de weICb es SUfllinistrada porel peso de la~ _tanqiJe y po r el anClaje delas mismas. Para tanques no ancIados, esta resistencia es provista par el p __ ~s y por una parte

del peso del . del nqoe (vease A.8) Este peso esta dado por:

Adicionatmente, WL no debeexceder eI valor de 20 G HL d

dond

es eI rTJaximo peso d.e l. con ten ido del tanque qu e se puede utilizar para resistir el momento de vuelco,

en kiIoQramos por metro;

es eI espesor de la placa anular, en milimetros;

F b y ::!~erzo correspondiente al limite elasnco de I a pLancha de fonda, en kilogramos par cetJtimelro

es fa graYftdadespecifica del llquido alrnacenddo;

laskura maxima del )iquido, en metros;

d e di8metro minal de l lanque, en metros.

ItfttM>NIlio!!t'- elespesor del

de las planchas

pared del tanque.

10.2 Compresien ac uante en eI anilloinferior

La fuerza decompresi6n enel anillo inferior de la pared (b), enkflogramos por metro lineal de circunferencia.

esta dada por:

- Cuando :

b esla fuerza de cornpresion en el anillo inferior de la pared, en kflogramo par metro lineal de

circunferencia.



- Cuando:

EI valor de b se de!ermina a partir del pararnetro siguiente, obtenido de la Figura 5:

...J ..J

~~+ +.a .....

~. 4 .0 1---__:..-+--f---+-----:::,tL--+~--~___1

oL_----~~--~~~~~--~_+~~~~y0,8 1)0

Figura 5. Galculo del parametro b cuando se tiene

0,785 s (M, I D2 (WI + Wd) s 1,5

- Cuando:



b se obtiene de:

b~~£, . _ = _ _ 1.490

W , +WL [,_. 0,637 Mr ] 1 1 1

d 1(W , + W ,_ ) .

- Cuando:

o cuando: fc '" b , 10 tc > Fa,,.eJ qe es estructuralmente inestable par 1 0 ue es necesario lomar alguna de

las siguientes medidas:

1. Aumenta r el espesor de Ia pIaca anular respetando las Iimitaciones dadaS en el parrafot 0.1.

2. Aumentar eJ espesorte; del anillo inferior de la pared.

3. Modi r las proporcion'es def tanque, aumentando el diarnetro y reducle

4. eI tanque como se especffica en fa secclon 10.5.

WI es et peso de las paredes del tanque y de la porcion de lecho que seapoya en las l'nisp1as, enki Iogramos par metro lineal de circunferencia;

es eI esfuerzo de eornpresion actuante en el anillo inferior de la pared del tanque,

oentrmetro cuadrado.kiIogramos por

de presion en el anillo inferior de la pared se determina mediante:

b = WI +1.273 M r Iff

10.2.2 Tanques anclados

10.3 Compresi6n dmisible en el anillo inferior

ElesfuerZo de comPfl!li l:i6n actuante en elanillo inf'erior d~la pared ~ dado por fc. Est6 8S'lUeflo no debe

exceder el F a dado or

38 8 t c ,-;;-;;-F a :: _ . _._ . _ - + 68,7 "G H Ld

- Si

- Si

F a 844 fe l d;

G H d2) 2 <44

En cualquier caso, F a no debe exceder el valor 0,5 Ftydonde:

tc es el espesor del anillo inferior de la pared, excluyendoel valor nominal por corrosion. en mi.limetros;

Fa es ell esfuerzo admisible de compresi6n en el anHlo inferior de la pared, en kilogramo par centimetro

cuadrado;

Fly eselesfuerzo correspondiente al Hmite elastica del anillo inferior de la pared del tanoue, en kilogramos

por oentfmetro cuacrado;

d. HL expresados en metros.



lOA Anillos superiores

Si del analisis resulta que el espesor del anlllo inferior de la pared, necesario para resistir el momento debido ala accion sismica, es mayor que el espesor requerido para resistir la presion nidrostatica, excluyendo de

ambos el espesor por corrosion, el espesor de cada uno de los anillos superiores calculados para resistir la

presion hidrostatica debe ser incrementado en la misma proporcion a menos que se haga un anallsis especial

para determinar el momento y los esfuerzos que genera la accion sismica en cada uno de los anillossuperiores.

10.S Anclaje de tanques

10.S.1 Anclaje minima

el tanque. el anclaje debe ser diser'iado para suministrar la siguienteresistencia minima, en kilc)gc;....... 'pr metro lineal de circunferencia:

ismos.

10.S.2

2.J.?'l l"~~ldiJ~ncia ha indicado ue tanques anclados, adecuadamente diser'iadCla;~.';Jt~rp<::I<::U." mos que la que tienen tanq es no anclados. Si un tanque

su pared es susceptl -desufrir sgarramiento. Se debe verificar q cia de los

sistema de anclaje es que ! a resistencia a la cedencia del anclaJf.Ji;";.~.lra que el_i.,.,OJrn Adicionalmente a [0 requisitJls dadosen el parrafo 10.5.1. en el di anclajes

en cuenta los parratos 10.5.2.2 haSta 10.5.2.6. Vease A9.

10.5.2.4 Los cornpc"".~1Ij"~$.,rmapara una carga igual

secclon del andaje fin,:llrrlentiJSi1ec{:iorlad[o

e, deben ser disefiados

~ifU.ro1• lfEepor el area minima de la

10.5.2.5 La union del andaje a la furtoacion debe ser capaz de soportar. como minimo, una fuerza igual a la

resistencia nominal a la cedencia del anclaje. Anclajes con ganchos 0 planchas en su extremo se pueden

utilizar para resistir la traccicn. siernpre que se compruebe que no pueda ocurrir una falla tragi!.

10.5.2.6 En el caso de instalaciones petroleras y petroquimicas POVSA debe especificar el espesor de

corrosion que debe ser aiiadido a las dimensiones del anclaje. EI anclaje definitive, incluyendo el espesor de

corrosion debe ser usado para determinar las cargas de diselio de los componentes del sistema de anclaje y

de la fundaci6n.

10.6 Esfuerzo circunferencial neto

10.6.1 E! esfuerzo maximo de tracci6n. a [0 largo de la circunferencia del anillo inferior. se determ ina

superponiendo el esfuerzo hidrostatico can el nldrcdinarnlco debido a las componentes sismicas horizonlales y

verticales.



donde:

er es el esfuerzo maximo de traccion, en kglcm2;

tc es el espesor del anillo inferior de la pared en rnrn:

( j9h es el esfuerzo producido par la componente horizontal del s ismo ( pa rra fo 8.1.3), en kg/cm2;

( jev es el esfuerzo producido par la componente vertical del sismo (parrafo 82), en kg/cm2.

10.6.2 EI esfuerzo maximo d ccion c r no debe exceder el esfuerzo .admisible del material dado en el

parrato 3.6.2 de la norma API 650, mulbplicada par 1,33.

10.7 Tuberias

Todas las tubertas unidas a fa pared 0al fondo del tanque, deben poseer flexibilidad en la direceion vertical.

En el case de tuberfas ubicadas en Ia porocn superior del tanque, se les debe permitir flexibi idad tarnbien en

direccion horizontal. En eI case de tanques 110anclados que puedan levanta se, las tuberfas- conectadas al

tanque de1len tener la pacida de levantarse junto can el mismo, 0 deben c rse de forma tal que ladistancia horizontal rnedida desd la pared hasta el final del elemento de con I al ancho

calcula.. 010.1 mas 30

11 CbNSIDERACIONES ADICIONALES

11.1 es con techa fijo deben se r ~ados para prevenir los darios que

presloniS ejen;idas por las oscilaciones en la supe icle del IJqujdo 0, altemativamente, m

libre entre fa superficie del I1quido yel techo 19 a la altura maxima de oscilaeion del liquel capitulo 9 de esfa Norma Venezolana. Los tanques can echo flotante a los que no <o.nnao_

cual no se pueda aceptar el derrame de su contenido, deben disenarse con el mismo criterie,

11.2 tM bases de las columnas que soportan el t ho debe ser diseriadas para resi

movi lento lateral durante sismos. Las columnas d n ser dise adas tomando en r-n".",.."",

que in uce el movimlento oscilatorio (de la superficie) delliquido.

11.3 En ••• die la fundacion, se deben considerar las solicitaciones adicionales en Ia pared, debidas a la

acclen sr rruca

11.4 Una a ernativa val' a de diserio de los anclajes en tanques consist en el u de anclajes ductiles que

trabajen en ehango inelast co . En este case, la resistencia r uerida en 10 an ~es segOn parrafo 10.5.1,

se puede dividir par 1,5. CuandO,se aplique este criterio de diselio, no aphca eI parrafo 10.5.2.3 de la presente

Norma Venezolana......,,;.-l<"tJ.;.~r::-:~

n.5 Los anclajes que se requieran para resistir la acci6n sismi ,deben ser uados tarnbien para los

casas de diselio donde se equiera.n par la accion del viento. Se tamara Ia cond . n mas desfavorable.

BIBLIOGRAFIA

PDVSA W FJ-251 Disano sismorresistente de tanques metalicos. 2da

Revision, 1999_ Manual de

Ingenieria de Diserio, Volumen 18, Especificaciones de Ingenierfa. Petroleos de

Venezuela, SA



1 5

A.1 GENERAL

A.1.1 AIcance

ANEXOA

COMENTARIOS

Esta Norma se refiere a tanques rnetalicos de pared delgada que se apoyan a nivel del terreno. En eJcaso detanques elevados, apoyados sabre una estructura de soporte, se debe consultar Ja Norma VenezolanaCOVENIN 3622, siempre que despreciar los efectos hidrodinamtcos.

A.1.2 Referencias

_idas,en el capitulo 2 de esta Nor una discusi6n de los1R1181118:7JlUVlft,p.<:; se pueden consultar las i ' e t ~ m c i . , ' . _ . 1 S en la Secci6n A .1 O .

A.2

idos de poca inflamabilida

s de mediana inflamabilidad

de alta inflamabilidad

de disefio siguiendo la(Tabla 1 de la misma). Dado que

do de Riesgo, se retiene aqui laria de Riesgos:

segun

Clase

IA

18

Ie

Clase [II

Clase II

Clase I

Tabla A.1 - Clasificac

Liquldos combustibles

Definidos par Pi .:::380

Design

Uquidas inflamables

Definidos por P, < 38°

Y una presion de

vapor absoluta c40 psi a 38°C

P "Punta de ebullicicn

(DC)

II

IliA

'" 8



Nota 1. Punta de infJamacion: Temperatura minima a la cual un liquldo desprende vapores en

concentracion suficiente para forrnar con el aire una rnezclainflarnable, cerca de la superiicie del liquido.

A los tanques que contienen agua contra incendio se les debe asiqnar ta probabilidad de excedencia anual (Pl)mas pequena de las asignadas a los tanques que conformanel patio, dada la neeesidad de que se mantengan

en operaci6n normal en caso de ocurrencia de sisrnos severos.

A titulo de ejemplo:

Sea un tanque axisirnetrlco a ser construido en una zona del pais que esta caracterizada par los siguientes

vatores de a* y Y, tornados de las Figuras 1 y 2 de la Norma Venezolana COVENIN 3621:

a T :: 64

Y, :: 3,9

un tanqOe que eonttene agua y que clasifica 'como Gradoobtienen los stgUientes valores:

Riesqo A (Tabla 1 de

Pl = 0,00z.,

a =

AhI.,..IIII:I-=: dados en 1 8 1 Tabla 1 de esta Norma Venezolana, son amortiguamientos equivalentes que

incluye las diversasformas de disipaci6n de energ,ia que poseeeJ sistema tanque-Uq' sueJo, les como-

amort- amiento propio de los materiales, energfa por radlacicn, y energia que sa disipa d e b i f D a los

pequenos levantpmientos de tanques no~.

Sien eI disefto de los pemos de ancJaje, para resistirlos momentos de volcamiento, se as~ran mcursiones

inelasticas (vease secci6n 11_4 de esta Norma), los valores del coeficiente de amortiguamie to equivalente se

pueJen increm~ntar tal como se indica en las notas (a) y (b) de 1 8 Tabla 1

No se permiten reduociones en el espectro elastico par etectos de la ductilidad, EI factor de amortiguamiento

equivatente de nido enla Tabla 1, incorpora la disipac' n de epergla que puede ocurrir debido a lOs etectos

no-lirieales asocjados allevantamiento del tanque y a IS s deformapionesinelasticas de las pianchas en el caso

de ta ques no-anclados.

Poreje pIo, para tanque de agua citado al m icio d e e sta s ecc iO n s e obtuvo a = 315 c 2. Suponjendo que

esta ubicado sabre un suelo con forma espectral' lipificada Tipo(veanse Tablas 2 y 3 de la Norma

venezolat COVENIN 3621)se tiene:

~ =

T" =

T* - 0,80 s

Si el tanque no es anclatl ' tienen los siguientes valores del factor de amdllCcrti6nespectrai ~. [Ecuacion

(5) de la Norma Vene.zolana OOVENIN 3621]:

Efectos impuisivos. sismo horizontal: ~* - 2,02

Efectos impulsivos, sismo vertical: P * = = 2,60

Efectos convectivos: P * = 4,52

Los espectros de diseno resultantes se presentan en las Fiquras. A 1 YA.2.

Si se trata de un tanque anclado, en donde los anclajes S8 disertan para que trabaien melasticarrrente. S8

liene:

Efectos imputsivos. sisrno horizontal: 1 3 * : : : : 2,60

Efectos impulsivos, sismo verncar p* - 2,.60



Efectos convectivos: w = 4,52

1,42

EFE tTOS CONveCT /YOS

!H0RlZONTAL

L V E R T t C : A L

Figura A.1 - Espectro de diseiio para tanque no anclado de almacenamiento de agua

10



~6

fI) ....-0 ~I~r 0011 1 -(IJ!~ "Ir

8~ ,

I

Figura A.2 - Espectro de disefio para tanques anclados de almacenamiento de agua



III

A.3 Combinaci6n de acciones

Debido a quegeneralmente se cumple la condicion de simetria axial de los tanques, las componentes

horizcrrtales del movimiento, ambas de igual intensidad, producen esfuerzos de igual magnitud. los etectosde la acci6n sirnultanea de estas componentes sismicas han sido considerados implieitamente en las formulas

para el calculo de los esfuerzos.

Si no se cumple la condici6n de simetria axial. la combinaci6n para determinar las solieitaciones sismicas de

diserio, puede lJevarse a cabo empleando alguno de los criterios establecidos en el capitulo 11 de la NormaVenezolana COVENIN 3621..

Asimismo, los efectos hidrodin s de la componente vertical del sismo se han incorporado como un

incremento en la presion hi9~iJ61iK1 que actua sobre las paredes del t ue (vease la secci6n 8.2 de estaNorma).

A..4

A.4.1

peso de tech os fijos, a los et

se debe tomar el peso total del echo W1e,

sidera mucho menor que la rigide.z de

las paredes del tanque en la direcci6n

Tabla A.2 - Parcentaje del p

sabre las paredes del ' '-NlUIe

S4 100

4 < d S 13 75

13 < 0 S20 45

20 < d ~ 30 30

d > 30 25



/Wte~. -

"___--.---.....--:---rt - - - -i

. , H X z

t R 1 G I D O

F.ig,uraA.3 - Modelo para slSmo horizontal

A.4._ Pesos efectivos

Las CUMIS mostradas en las Figuras 1y 2 son las m is, as incluidas en la norma Apil 650, ~

Par ejemplo, para u tanque lIeno de agua contra incendio con una tura de Hquido

radio nominal de 5,73 . se liene un cociente d/HL igua! a 1,12 y un peso total del Ii

Con los val de Ia Figura 1, S9 obtiene:

WI = 'kg

W2 = 273.548 9

Observese que W, + W2 no es necesariamenteiguala W.

A.4.3 Alturas efectivas

I X1 e

Las alturas efectivas (vease Figura 2) ilustradas enla Figura A.3 permiten el caicuio de los momentos

hidrodinamicos que genera la componente sismica horizontal en 1 8 base del tanque.

Para el ejemplo de fa secci6n anterior, can los valores de 1 8 Figura 2 se obtienenlas siguientes alturas de los

pesos efectivos W 1 YW2:

X2 = 7.34 m

Para efectos del calculo de los momentos que actuan sabre ta fundaci6n, los momentos en la base del tanque

inducidos poria presion hidrooinarnica actuante en las paredes del tanque, deben ser incrementados a fin de

incorporar las presiones hidrodinamicas en el fonda del tanque(vease Referenda 4). Ella S8 puede calcular



modificando las alturas etectivas X l Y Xl- En la Figura A.4 se presentan las alturas efectivas modificadas x, YX2 para incorporarestos efectos

---+----+----+. __.. .~-.......,.,.

'_--II~--_"" ....,._-t----t----+----t

J H fR

Figura. A.4 - Alturas equiValentes para determinar los momentos

en la base del tanque (X l Y X 2) Y l'a fundac.i6n (X'1 Y X'2)



A.S PERIODOS DE VIBRACION

los periodos de vibraci6n T, y T2. corresponden a los primeros modos asociadas alas efectos impulsivos y

convectivos de las vibraeiones en direccion horizontal del sistema tanque-liquido, respectivamenle. En el usa

de las f6rmulas dadas se deben respetar las unidades indicadas,

EI periodo Tv corresponde al primer modo vertical del sistema tanque-Hquida. A I igualquela formula dada

para el periodo T1, ambas han sido obtenidas para tanques con paredes deespesor constante. Par ello. el

valor 1 m debe ser tornado como e! espesor prornsdio enlre los diferentes espesores de las laminas verncates

que constituyen el tsnque.

Enel calculo de los perrodos propios del SI tema se ha despreciado el efeO«) .. t i e m ! t fa IfIteracci6n suero-

estructura, termiIos generates fa inte cci6n entre eJ valor de estes perfodOs. Este 'etectoes mas

pronuncia en eI ClISO,d"etanques apoyatIos sabre suetos blandos, similares a 10$ ~ como tipo 33 Y34. En eStas condiciQnes pudies~esperarse un aumento signif icativo del periodo D d a n t e : n t a f que, en et

caso p9,lticUlar de. tariques de perle 0 m uy. ~ ~carrearia un aument? ~n las fuerzas 8fSmicas". En estoscasos, pueclett Jl1corporar los etectes de mteracq,6n suelo-estructura slgulendo los m\iodOs desct'\tos en las

Refer 4 y 1,0.

La inJeracci6n suelo-estruetura tarnbien produce un aumento en el amortiguamienta equivarente del sistematanq~uelo;este efecto ha sidoincorporado en la asiqnacion de los vaiores dados en Ie Tatila 1 de

esta Norma Vene.zolana.

Par,,! eI ejemplo de la secci6n anterior, aplica~dO las fclrmulas d'adas en el capitulo 7 se ObIieqenlosslgulente5 valores para los perfodos propios del sisterna:

Tl = 0,147 S

T2 = 3.5455

Ty: : : : : 0,1795

A.S EN LA BASE DEL TANQUE

A.S.1 Componente _ism horizontal

:imiDUll$fvasy convectTvas.

. impulsivo y el modo

Las fuerzasen el modo irnpulsiv ·se determinan siguiendo et procedimien 0sugerido en la Referencia 4 queconsists en utilizar la aceleracf6n espectral asociada al primer modo impulsive que considera la deformabiJidad

de las paredes del tanque. Un proced'imiento mas refinado se pued'e encontrar en las Referencias 3 y 10.

EI esfuerzo circunferencial maximo en el anillo inferior de la pared, O"(ltl, tarnbien denominado esfuerzo de

anillo, se obtiene suponiendo que la presion hiorostatica sobre la pared del lanque esta distribuida

uniformementeen su altura (vease Referencia 4).

Esteesfuerzo se superpone luego a .105 esfuerzos debidosa la presion hidrostatica y a la componente vertical

del sisrno (vease 10.6).

A.S.2 Componente sismica vertical

EI efecto de la componente vertical del sisrno esintroducir esfuerzos eircunferenciales, adicionales < 3 los

ejercidos poria presion hidrostatica y la componente horizontal del sisrno ..



A.6.3 Fuerzas para el disefio de la fundacion

Entre las fuerzas inerciales a considerar se deben analizar los posibles efectos de elementos del tanque como:plancha de fonda, anillo y eventual losa de fundacion, asi como todas las masas que estan par encima delnivel considerada como ernpotramiento.

Para la evaluaci6n de los efectos hidrodinarrucos veanse los comentarias A4.3_

A.7 ALTURA MAxiMA DE OSCILACION DEL LiaUIDO

roEtlO.OSI!ia de diseno y /o verificaci6n de

que esta fundamentada en

se empleen rnetodos basa

nques existentes una altemativa a se

ir Ia altura maxima delliquido en ojIBnII~nmente

EI esfuerzo neto as!

recci6n circunferencial, induc

erar la acci6n sirnultanea d

A.9

A.9.1 En el caso de los techosflotantes, se debe incorporar el peso de la viga perimetral de refuerza contra

viento que carga sobre las paredes. El peso del techo flotante no carga directamente sobre las paredes sino

mas bien se traduce en un aumento en la altura delliquido.

A.9.2 En el caso especifica de los anclajes de tanques, es deseable permitir incursiones moderadas de

defarmaciones en el rango inelastico a fin de disipar energia y reducir las solicitaciones sisrnicas. Par esta

raz6n se permiten las apciones (a) y (b) de [a Tabla 1 que, al elevar el amortiguamiento, reduce las fuerzas de

dlseno.

Las soticitaciones sismicas de ciseno que provienen del analisis elastica. se pueden reducir en el caso

particular de la fuerza de tracci6n en los anclajes. Se permite un factor de reducci6n de 1,5 el cual reconoce la

capacidad ductil de los mismos.



A.9.3 En aquellos tanques donde tarnbien sean necesarios anclajes para resistir la acci6n del viento, se debe

evaluar y comparar los requerimlentos del sismo y viento, En caso de que la acci6n del viento requiera

anclajes de mayor diarnetro que la accion del sisrno, se debe verificar que el aumento en el diarnetro noocasione situaciones desfavorables en el oiseno del anillo inferior

A.10 REFERENGIAS

1. Hausner, G.W_ "Dynamic Pressures on Accelerated Fluid Containers", Boletin Soc, Sirn. de America, VoL

47, 1951, pp_313-346.

2. Jacobsen, LS"lmpulsive Hydrodynamic of Fluids Inside a Cylindrical Tank and of a Fluir SurroundingCylindrical-Pier", Boletin, Soc. Sim de America, VoL39, 1949. pp. 189-204_

3. Haroun, MA, and Hausner, G.W. "Procedure for Seismic Design of Liquid Storage Tanks". EERL 80-5,

Earthquake Engineering R h Laboratory Report. Califomia Instity e of Technology, Pasadena, Calit.,

Oct. 1980.

4. Veletsos, AS. "_.Seismic Response and Design of Liquid Storage Tanks- -'pUtlJctado en Guidelines for

Seismic Desig of Oil and Gas"Pipeti Systems", ASCE, 1984, N e W York.

5. VeJetsos, S . and Yu 1: , n t e m a c t i o n Effects in VerticalJy Excited Ste TankS-, PriJceedings of the Third

conference of Dynamic es se of StruCtures·, ASeE Marzo 1986, Calitor •USA

AS.and Yu Tang"D amic of Ve ically Excited Liquid Storage Tank ., Proceedings of te Third

viHlRIV:A of Dynamic Respose of St ruc tures" , ASCE, Marzo 1986, California U. .A

7. Yang, J.Y. "Dynamic Behavior of Flujr-Tank ystems". Ph.D. Thesis, Reci University, HQuston, Texas, 1976.

6.

m, M and Hausner, G.W. "Seismic Oesj9n of Liquid Storage Thanks". Jour of th e Technical

Lxx.R1CI"lSofASCE.Abril 1981, pp-191-207.

9. Tf !desco. J,W., Kostem S.N. and Halnis "Free Vibration Analysis of Cylindrical Liquid Storage Tanks",

puters & Structres. Vol. 26, No.6, pp. 957-964, 198

10.Priestley. (Editor) "Seismic Design or Storage tanks, New Zealand National Soc'~ of

r N H I r H I I I 1 I ! ! r i · l n g . New Zealand, December, 1986.

11.H • MA "Dynamic Analysis of Liquid StoTage Tanks-, EERL 80-4, Earthqu Eng Research

Labpratory Report, California Institute of Technology Pasadena, California, U.S.A., 19 .

quake

12.vefefsos. A.S. an'd V.V.D. Nair, "Seismic Interaction o f Structu5es ~n Hysterectic FCQ' Id 'a t ioOS· Journal of

the Structural Division, ASCE, Vol. 101, No. STL pp. 10 129,1975.

13.Wozniak .5. andW.W. MitcheU1978_ Basics for Seismic Design Provisions f9fwetifedOil torage Tanks.

Proceedings Refining rtment. 43 rd Midyear meeting, Canada, Vol.

14.American Iron a Steel Institute. Part VII "Amchor Bolt Chairs, Steel Plaia Engineen Data, Vol. 2, Useful

Information on the Design of the Plate Structures. AISI, Wash in D.C



ANEXOB

(Informativo)

B GUiA PARA LAS CONSUL TAS TECNICAS A LA COMISION DE NORMAS TECNICAS DEL MINDUR

B.1 INTRODUCCION

La comision de normas Tecnicas MINDUR ha acordado que todas las interpretaciones oficiales de sus

normas se trataran dela ~~ti~·ner·a formal. A tales efeetas. tad as consultas deoeran dirigirse por

escrito a la sede de la ~~.~~~.

Las consultasprocedirnientos

considera ble . .ui:~•• it nQ;iil-':KHl~~pautas sigu,p .........

B . 2

comisi6n en

coITlp_"i,".I~strilctamente Ilmita 11 inIh_INA·.=.

.1IPC.""rles existentes que se fundam en nuevas datos 0 tecnologias. n ni susautorizados para ofre interpretaciones a servicios de consultort blemas

una obra de ingenieria ni requlS de alas normas que se apllquen a la\f8I~ •• que no

es:teh~::dImlWt!ftdidos en las mismas 0asunt no cubiertos especifieamente por sus norm casos,i~ •• 1cjj debera buscar asistencia de lngeniero experimentado en el campo p interes

representa, cuandb._i!' ••• If.'iYinformacion como porqanizacion y agilizadccumentacion pertinente, Cfe:;fojf1t~

consultado no est€! definido clardevuelta para ser aclarada.

nleas, Mlnisterio de Infraestructura., 0irecci6n de

.1~1I.'acas 1015. Teiefonos (02) 576.4 22; 571.1

nombre 0 nornbres de I

ema, anexando toda la

UJUlUUf"Vdradamente. Cuando el asunto

ientos mezclados, la consulta sera

A fin de lograr un procesamlento eficiente, todas las consultas deben ser presentadasen el orden y formate

que se describe a continuaci6n:

1Alcance

Cada consulta se entocara a una sola disposicion de la norma, a menos que el asunto en cuesti6n relacione

dos 0 mas documentos. En el alcance de la pregunta se cornenzara fdentificando la Nonma Venezolana

COVENIN-MINDUR, su ario de ediclon y cual(es) de sus articulos, secciones, subsecciones, abarca(n) el

asunta consultado.

2 Objeto de la consulta



26

En la cual se rnanitestara claramente si se trata de obtener una interpretacion de los requisitos norrnauvos ade solicitar la revision de una disposicion particular fundamentada en nuevas criterios, datos a tecnologias.

3 Contenido dela consulta

La consulta debe ser concisa pera completa, a fin de permitir que la Comisi6n comprenda raplda y cabaJmenteel asunto en cuesticn, Cuando sea apropiado, se usaran dibujos y croquis, y han de citarse. can sus datos

identificadores, todos los parratos, figuras y tablas pertinentes a la consults. Si el asunto consultado uene

como prap6sito una revision de la norma, deben anexarse las justificaciones y docurnentacion tecnica

pertinente.

4 Soluci6nsugerida

EI interpelador, segun eI 0bj8tI0 la consulta, debe redactar una ~{1 de soluci6n sugerida,

manifestando su interpretaCiOn de fa dispOsiciones pertinentes al asun~ cuestionado 0 r:edactar el texto de la

revisi6n prapuesta

8.4 INTERPRETAcr6N Y REVISIONDE LAS DISPOSICIONES NORMAllVAS

Las interpretaciones oficiales de las dispoSlCiones de las Normas Venezolanas- COVEN NOUR, lasefectuara ta Comisi6n EI Presidenle de la Coml:;;i6n refertra la consulta a los miembras que tangan mas

experie 'sobre tema. Una vez redactada Ia respuesta, esta sera presentada a la C'Of!iiSk)nen eno para

su revi y aprobaci6n. Luego de ser sancronada, el texto parara a ser una inten ial, Y la

Secret .... de fa Comisi6n enviara la respuesta a as solicitantes. a las dependencias invofuaacjas y a

FONObNoRMApara su publicaci6n.

B.5 PUBUCJ\CION DE LAS INTERPRETACIO E S

estas inj:erpretaciones ofrciafes seran pLlblicadas e n el Boletin del Fonda para la Normatizaeion y

~_. n. de la CaJidad, FONDONORMA, e incorpora as en la futura edicion de la N Venezolana

IH-MtNOUR correspondiente, asi como en ellnfo A n al de la Ccmrsien.



ANEXO C

(Informativo)

C PUBLICACIONES DE LA COMISION PERMANENTE DE NORMAS TECNICAS

C.1 Normas Venezolanas COVENIN-MINDUR

1618:1998

1753:1985

1755:1982

C.2

NIN-MINOUR de edificacianes

Proyecta, construcci6n y adap ci6n de e ificaciones de usa publico acc

con impedimentos flsicos

rsanas

i'M,v'Il_~ficaci6n de la Calidad, FONDONtlR_F-

Torre Fonda Cornun, Final Av. res Bello, Piso 12, Caracas,

Telefono: (02) 575.41.11, ext: 256 y 257; telefax: (02) 576.66.91;

E-mail: [email protected]·ve.



COVENIN

3623:2000CATEGORiA

E

FONDONORMA

Av. Andres Bello Edif. Torre Fonda Cornun Pisos 11 y 12Telf. 575.41.11 Fax: 574.13.12

CARACAS

publicacion de:I.C.S: 91.120.25

RESERVADOS TODOS LOS DERECHOS

Prohibida la reproducci6n total 0 parcial, par cualquier

media.

Descriptores: Protecci6n sismica, instalaci6n industrial, disefio sismorresistente,

Documents

COVENIN_Tanques_Sismorresistente_3623-00