DISEÑO DE CAJON PLUVIAL
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DISEÑO ESTRUCTURAL. Datos de Proyecto: Concreto F´c= 250 Kg/cm2 W1 Acero de refuerzo Fy= 4200 Kg/cm2 0.2 Modulo de elasticidad del acero Es= 2.10E+06 Kg/cm2 Modulo de elasticidad del concreto Ec 158113.9 Kg/cm2 Esfuerzo de trabajo del acero Fs= 0.5 2100 Kg/cm2 Esfuerzo de trabajo del presfuerzo fs 8437 Kg/cm2 1.5 Esfuerzo de trabajo del concreto comp 62.5 Kg/cm2 fc=0.45F´c 112.50 Kg/cm2 Peso del agua= 1000 Kg/m3 Capacidad de Carga del Terreno 11000 kg/m³ 0.2 0.2 Calculo de Cargas Carga Muerta Peso Volumetrico del Agua 1000 kg/m³ W2 Peso Volumetrico del Concret 2400 kg/m³ Peso Volumetrico del Materia 1800 kg/m³ Altura de Relleno 1 mts Carga Muerta 1800 kg/m² Carga Viva Tipo de Camion H20 0.1w 4.27 w 40000 lbs 18144 0.4w 7257.6 kg s 1.83 P1 7257.6 P2 7257.6 s P= 1.83 P=
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DISEÑO ESTRUCTURAL.
Datos de Proyecto:
Concreto F´c= 250 Kg/cm2 W1 4.81Acero de refuerzo Fy= 4200 Kg/cm2 0.2Modulo de elasticidad del acero Es= 2.10E+06 Kg/cm2
Modulo de elasticidad del concreto Ec= 158113.88 Kg/cm2
Esfuerzo de trabajo del acero Fs= 0.5Fy 2100 Kg/cm2
Esfuerzo de trabajo del presfuerzo fso= 8437 Kg/cm2 1.5Esfuerzo de trabajo del concreto compr. 62.5 Kg/cm2
fc=0.45F´c 112.50 Kg/cm2 2.5Peso del agua= 1000 Kg/m3
Capacidad de Carga del Terreno 11000 kg/m³ 0.20.2
Calculo de Cargas
Carga Muerta 2.9Peso Volumetrico del Agua 1000 kg/m³ W2 6.27Peso Volumetrico del Concreto 2400 kg/m³Peso Volumetrico del Material 1800 kg/m³Altura de Relleno 1 mts
Carga Muerta 1800 kg/m²
Carga VivaTipo de Camion H20
0.1w
4.27 w 40000 lbs 18144 kg
0.4w 7257.6 kg
s1.83
P1 7257.6 P2 7257.6s P= 2p
1.83 ´(1.75D+s)(1.75D)
P= 14515.2
6.265
Carga Viva= 2316.8715
Carga por Impacto
D= 1
1.75D
1.75D
Calculo de W1
_Carga Viva + Carga Muerta= 4811.933 kg/m²
Calculo del Peso en la Losa inferior
Peso del Ducto= 4224.0 kg/mArea 1.76 m²Peso Volumetrico del Concreto 2400 kg/m³
Peso del Agua 3750.0 kg/mArea del Agua 3.75 m²Peso Volumetrico del agua 1000 kg/m³
Peso Total Distribuido 2749.66 kg/m²
Sumando la Carga muerta + Carga Viva + 7561.5881 kg/m² Peso del Ducto +Peso del Agua
Comparando con la Capacidad de Carga del Terreno se tiene
7561.5881 < 11000 okPeso Total Distribuido sin Agua
Calculo de W2Sumando la Carga muerta + Carga Viva + 6268.4847 kg/m² Peso del Ducto
Calculo del Empuje Lateral
2.7P1 P1 1603.9153 kg/m2
1.9
1.9
P promedio= 2173.893 kg/m²2.17 Ton/m²
P2 2743.871 kg/m2
P1= 1603.9153 kg/m²Ø 30
P2= 2743.871 kg/m²
Comparacion de Presion del Terreno con la Presion Hidrostaticakg/m2
Carga Hidraulica 0.881000 kg/m3 agua
PH= 880 kg/m2
0.88
Seccion de la descarga canal
Para el Diseño de los Muros se Usara la Mayor
P= 2173.8932 kg/m²
&h tan ²(45-Ø/2)
&h tan ²(45-Ø/2)
Presion Hidraulica =H*&
&=
Ton/m²
1.9
2.5
0.2
2.9Ton/m²
2p´(1.75D+s)(1.75D)
kg/m²
695.06145 kg/m²
ANALISIS ESTRUCTURAL ( METODO DE CROSS)
Muro Losa superior Muro Losa inferior Muro
4.81 Ton/ml 2.17 Ton/ml 6.27 Ton/ml 2.17 Ton/ml
1.5 2.5 m 1.5 m 2.5 m 1.5 mD A
Se supone (K) 3
A B C DA-D A-B B-A B-C C-B C-D D-C D-A
K= 2 1.2 1.2 2 2 1.2 1.2 2Fd= 0.63 0.37 0.37 0.63 0.63 0.37 0.37 0.63Mi= 0.41 -2.51 2.51 -0.41 0.41 -3.26 3.26 -0.41
Desequilibrio= -2.10 2.10 -2.86 2.86D= 1.311631 0.786979 -0.786979 -1.311631 1.785769 1.071462 -1.071462 -1.785769T= -0.892885 -0.393489 0.393489 0.892885 -0.655816 -0.535731 0.535731 0.655816
Desequilibrio= -1.286374 1.29 -1.19 1.19D= 0.803984 0.48239 -0.48239 -0.803984 0.744717 0.44683 -0.44683 -0.744717T= -0.372358 -0.241195 0.241195 0.372358 -0.401992 -0.223415 0.223415 0.401992
Desequilibrio= -0.613553 0.61 -0.63 0.63D= 0.383471 0.230083 -0.230083 -0.383471 0.390879 0.234528 -0.234528 -0.390879T= -0.19544 -0.115041 0.115041 0.19544 -0.191735 -0.117264 0.117264 0.191735
Desequilibrio= -0.310481 0.31 -0.31 0.31D= 0.194051 0.11643 -0.11643 -0.194051 0.193125 0.115875 -0.115875 -0.193125T= -0.096562 -0.058215 0.058215 0.096562 -0.097025 -0.057937 0.057937 0.097025
Desequilibrio= -0.154777 0.15 -0.15 0.15D= 0.096736 0.058042 -0.058042 -0.096736 0.096852 0.058111 -0.058111 -0.096852T= -0.048426 -0.029021 0.029021 0.048426 -0.048368 -0.029055 0.029055 0.048368
Desequilibrio= -0.077447 0.08 -0.08 0.08D= 0.048404 0.029042 -0.029042 -0.048404 0.04839 0.029034 -0.029034 -0.04839T= -0.024195 -0.014521 0.014521 0.024195 -0.024202 -0.014517 0.014517 0.024202
Desequilibrio= -0.038716 0.04 -0.04 0.04D= 0.024198 0.014519 -0.014519 -0.024198 0.024199 0.01452 -0.01452 -0.024199T= -0.0121 -0.007259 0.007259 0.0121 -0.012099 -0.00726 0.00726 0.012099
Desequilibrio= -0.019359 0.02 -0.02 0.02D= 0.012099 0.00726 -0.00726 -0.012099 0.012099 0.007259 -0.007259 -0.012099T= -0.00605 -0.00363 0.00363 0.00605 -0.00605 -0.00363 0.00363 0.00605
Desequilibrio= -0.009679 0.01 -0.01 0.01D= 0.00605 0.00363 -0.00363 -0.00605 0.00605 0.00363 -0.00363 -0.00605T= -0.003025 -0.001815 0.001815 0.003025 -0.003025 -0.001815 0.001815 0.003025
Desequilibrio= -0.00484 0.00 0.00 0.00D= 0.003025 0.001815 -0.001815 -0.003025 0.003025 0.001815 -0.001815 -0.003025
Suma M(-)o= 1.64 -1.64 1.64 -1.64 2.27 -2.27 2.27 -2.27Visostát. 1.63 6.014916 6.014916 1.63042 1.63042 7.835606 7.835606 1.63042
Vhiperest. -0.42 0.00 0.00 -0.42 0.42 0.00 0.00 0.42V (ton) 1.21 6.01 6.01 1.21 2.05 7.84 7.84 2.05
P.I.V (m) 1.25 0.56 1.25MCL (ton-m) 2.12 -1.30 2.62
R (ton) 1.21 6.01 6.01 1.21 2.05 7.84 7.84 2.05P.I.M (m) 0.325 0.35
DISEÑO DE LOSA SUPERIOR:
Datos de proyecto:F´c= 250 Kg/cm2Fy= 4200 Kg/cm2n=Es/Ec= 13.28j= 0.86R= 20.14fs= 2100.00 Kg/cm2Rec.r= 5 cm d= 15 h= 20 cm
El diseño se realizará con el momento máximo:
M(-)= 1640.21 Kg-m 164021.3303 Kg-cmM(+)= 2119.11 Kg-m 211910.9322 Kg-cm
Mom. de diseño M= 211,910.93 Kg-cm
Cálculo del peralte por flexión:
d=(M/R*b)^.5= 10.26 cm PASA
Cálculo del acero de refuerzo requerido por flexión:
En Mom.(-) Asa=Ma/fsjd= 6.04 cm2En Mom.(+): Asb=Mb/fsjd= 7.81 cm2
Momento (-) Momento (+)Varilla # ´@ Unidad Varilla # ´@ Unidad
3 11.75 cm 4 16.26 cm4 21.01 cm 5 25.48 cm5 32.92 cm 6 36.75 cm
Cálculo del acero requerido por temperatura:Ast=0.002*b*h= 4 cm2
Temperatura.Varilla # ´@ Unidad
3 17.75 cm4 31.75 cm5 49.75 cm
Por momento, se usarán varillas # 6 ´@ 28 cm Lecho SuperiorPor temperatura, se usarán varillas # 4 ´@ 30 cm LonguitudinalPor momento, se usarán varillas # 7 ´@ 28 cm Lecho Inferior
Revisión por Cortante:
Vmáx= 6014.92 Kg
Esfuerzo cortante actuante Fvc=Vmax/(100*d)= 4.01 Kg/cm2
Esfuerzo cortante resistente Fvcr=0.5*(f´c)^.5= 7.91 Kg/cm2
Pasa por cortante
Revisión por adherencia:Sum(ø)= 43
u=Vmax/Sum(ø)*j*d= 10.83 Kg/cm2
El esfuerzo permisible por adherencia U= 2.25(f´c/Avar)= 21.00 Kg/cm2
Pasa por adherencia
Longitud de anclaje:
La=fs*øvar/(4*U)= 71.75 cm
La=12*øvar= 34.44 cm
La longitud de anclaje a utilizar será= 71.75 cm
Flecha Maxima Permisible = L/360 0.008055556 m 0.805556 cm
Flecha Max
Modulo de Elasticidad del Concreto ( E )=10000(f´c)^0.5Momento de Inercia ( I )para Seccion Rectangular =(b*h^3)/12
b= 100 h= 20
Flecha Maxima 0.000000000188
Acero Minimo Requerido en la Seccion
0.002823462
q=Pmin*fy/f'c 0.047434165
Mr=0.9f'cbd²q(1-0.59q) 105036.746 kg-cm 105.0367 t-cm1.050367 t-m
Pminnima=0.75√f'c/fy
Lecho SuperiorLonguitudinalLecho Inferior
24494.9 kg/cm2
66666.67 cm4
Si Cumple
DISEÑO DE MUROS:
Datos de proyecto:F´c= 250 Kg/cm2Fy= 4200 Kg/cm2n=Es/Ec= 13.28j= 0.86R= 20.14fs= 2100.00 Kg/cm2Rec.r= 5 cm d= 15 h= 20 cm
El diseño se realizará con el momento máximo:
M(-)= 2272.40 Kg-m 227239.7 Kg-cmM(+)= 1304.044 Kg-m 130404.4 Kg-cm
Mom. de diseño M= 227239.7 Kg-cm
Cálculo del peralte por flexión:
d=(M/R*b)^.5= 10.62 cm PASA
Cálculo del acero de refuerzo requerido por flexión:
En Mom.(-) Asa=Ma/fsjd= 8.37 cm2En Mom.(+): Asb=Mb/fsjd= 4.81 cm2
Momento (-) Momento (+)Varilla # ´@ Unidad Varilla # ´@ Unidad
4 15.17 cm 3 14.77 cm5 23.76 cm 4 26.43 cm6 34.27 cm 5 41.41 cm
Cálculo del acero requerido por temperatura:Ast=0.002*b*h= 4 cm2
Temperatura.Varilla # ´@ Unidad
3 17.75 cm4 31.75 cm5 49.75 cm
Por momento, se usarán varillas # 7 ´@ 14 cmPor temperatura, se usarán varillas # 4 ´@ 30 cm
Revisión por Cortante:
Vmáx= 2051.876 Kg
Esfuerzo cortante actuante Fvc=Vmax/(100*d)= 1.37 Kg/cm2
Esfuerzo cortante resistente Fvcr=0.5*(f´c)^.5= 7.91 Kg/cm2
Pasa por cortante
Revisión por adherencia:Sum(ø)= 50
u=Vmax/Sum(ø)*j*d= 3.18 Kg/cm2
El esfuerzo permisible por adherencia U= 2.25(f´c/Avar)= 21.00 Kg/cm2
Pasa por adherencia
Longitud de anclaje:
La=fs*øvar/(4*U)= 71.75 cm
La=12*øvar= 34.44 cm
La longitud de anclaje a utilizar será= 71.75 cm
DISEÑO DE LOSA DE FONDO:
Datos de proyecto:F´c= 250 Kg/cm2Fy= 4200 Kg/cm2n=Es/Ec= 13.28j= 0.86R= 20.14fs= 2100.00 Kg/cm2Rec.r= 5 cm d= 15 h= 20 cm
El diseño se realizará con el momento máximo:
M(-)= 2272.40 Kg-m 227239.7 Kg-cmM(+)= 2624.86 Kg-m 262485.6 Kg-cm
Mom. de diseño M= 262485.6 Kg-cm
Cálculo del peralte por flexión:
d=(M/R*b)^.5= 11.42 cm PASA
Cálculo del acero de refuerzo requerido por flexión:
En Mom.(-) Asa=Ma/fsjd= 8.37 cm2En Mom.(+): Asb=Mb/fsjd= 9.67 cm2
Momento (-) Momento (+)Varilla # ´@ Unidad Varilla # ´@ Unidad
3 8.48 cm 4 13.13 cm4 15.17 cm 5 20.57 cm5 23.76 cm 6 29.67 cm
Cálculo del acero requerido por temperatura:Ast=0.002*b*h= 4 cm2
Temperatura.Varilla # ´@ Unidad
3 17.75 cm4 31.75 cm5 49.75 cm
Por momento, se usarán varillas # 7 ´@ 14 cmPor temperatura, se usarán varillas # 4 ´@ 30 cm
Revisión por Cortante:
Vmáx= 7835.61 Kg
Esfuerzo cortante actuante Fvc=Vmax/(100*d)= 5.22 Kg/cm2
Esfuerzo cortante resistente Fvcr=0.5*(f´c)^.5= 7.91 Kg/cm2
Pasa por cortante
Revisión por adherencia:Sum(ø)= 50
u=Vmax/Sum(ø)*j*d= 12.13 Kg/cm2
El esfuerzo permisible por adherencia U= 2.25(f´c/Avar)= 21.00 Kg/cm2
Pasa por adherencia
Longitud de anclaje:
La=fs*øvar/(4*U)= 71.75 cm
La=12*øvar= 34.44 cm
La longitud de anclaje a utilizar será= 71.75 cm
No.Varilla Area cm2 Peso Kg/m2 0.32 0.251 R=0.5*fc*k*j n=Es/Ec= r= fs/fc=3 0.71 0.5574 1.27 0.996 j=1-k/3= k=n/(n+r)=5 1.99 1.566 2.87 2.258 5.07 3.975
10 7.94 6.22512 11.4 8.938
Fy= 4200
f´c: Es Ec fs fc r n k j R150 2.10E+06 122474.49 2100 67.5 31.11111 17.15 0.36 0.882 10.571200 2.10E+06 141421.36 2100 90 23.33333 14.85 0.39 0.870 15.232250 2.10E+06 158113.88 2100 112.5 18.66667 13.28 0.42 0.861 20.144300 2.10E+06 173205.08 2100 135 15.55556 12.12 0.44 0.854 25.249350 2.10E+06 187082.87 2100 157.5 13.33333 11.22 0.46 0.848 30.511
