7/29/2019 Memoria de Calculo Alcantarilla

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MEMORIA DE CALCULO DEL DISEO ESTRUCTURAL

1. ALCANTARILLA

Como la topografa del terreno en la zona donde se colocar la alcantarilla que cruza la va tiene una

pendiente importante se considerar el mismo desnivel para los cabezales de entrada y salida

de la alcantarilla, teniendo en cuenta que a la salida se colocaran unas gradas de cemento.

1A. DISEO DE CABEZALES DE ENTRADA Y SALIDA (ZONA DE ALAS EXTREMAS)Funciona como muro de contencin en voladizo para un desnivel de 1.80 m y cabezales de entrada y

de salida para alcantarilla.

DatosTipo de suelo Arcillo limoso (alta plasticidad)

Densidad de terreno 1650 Kg/m3

Capacidad portante del terreno 0.70 Kg/cm2

Angulo de friccin del terreno 30

Coeficiente de friccin del terreno 0,55Sobre carga en el terreno s/c 800 Kg/m

a1. Dimensionamiento

1

b1. Verificacin de la estabilidad

* Coeficiente de empuje activo

Ka = tg2 (45-/2) = tg2 (45-30/2) = 0.333

* Altura equivalente de sobre carga

hs = 800/1650 = 0.48 m

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Cargas actuantes

Efecto Frmula Fuerza (Kg) Brazo Momento

palanca (m) (Kg-m)

Empuje Ea = Ka.. H2

/ 2 0.5*0333*1650*2.42

= 2.4 / 3 =activo 1582,42 0,80 1265,93

Sobre carga ER = Ka.. R.H 0.333*800*2.4 = 2.4 / 2 =

639,36 1,2 767,23

Sumatorias FH 2221,78 MA 2033,16

Cargas resistentes

Elemento Fuerza (Kg) Brazo Momento

palanca (m) (Kg-m)

1 2400*2.3*0.60 = 2.3 / 2 =3312,00 1,15 3808,80

2 2400*0.5*0.1*1.8 = 0.5+0.1*2/3=

216 0,57 122,40

3 2400*0.2*1.8 = 0,7

864 0,7 604,80

4 1650*2*1.8 = 1,5

5940 1,5 8910,00

S/C 800*1.5*0.48 = 1,5

576 1,5 864,00

Sumatorias FV 10908,00 MR 14310,00

* Factor de seguridad al volteo

F. SV = S MR / MA = 14310 / 2033.16 = 7,04 >= 2.0 OK !

* Factor de seguridad al deslizamiento

F. SD = . FV / FH = 0.55*10908/2221.78 = 2,70 >= 1.5 OK !

Dada la condicin de carga considerada y por el hecho que la deficiencia del factor de seguridad

no es excesiva, se considerar que el dimensionamiento es conveniente.

* Presin en el suelo

x = Punto de paso = ( MR - MA / FV) = 1,13

e = (B/2) - x = (2.3/2) - 1.13 = 0,02m

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Cargas actuantes sobre la pantalla

Efecto Frmula Fuerza (Kg) Brazo Momento

palanca (m) (Kg-m)Empuje Ea = Ka.. H

2 / 2 0.5*0333*1650*1.8 = 1.8 / 3 =

activo 890,11 0,60 534,07

Sobre carga ER = Ka.. R.H 0.333*800*1.8 = 1.8 / 2 =

479,52 0,9 431,57

Sumatorias FH 1369,63 MA 965,63

El momento de la base de la pantalla:

M = 1.7*965.63 = 1641,58 Kg-m

* El refuerzo vertical ser:

b = 1m = 100 cm h = 30-6 = 24 cm

K = 1641.58*100/(100*242) = 2,85

AS = 0.00082*100*24 = 1,97 cm2 entonces = mn = 0.0018

1 1/2" @ 0.10 m

Entonces

1 1/2" @ 0.20 m + 1 1/2" @ 0.20 m (bastn)

el cual se colocar hacia la cara interior

* El refuerzo mnimo para el muro ser:

AS mn (vertical) = 0.0015*100*30 = 4.50 cm2 entonces 1 1/2" @ 0.30 m

(cara exterior)

AS mn (horizontal) = 0.0025*100*30 = 7.50 cm2

Se distribuye en las 2 caras

Cara exterior : 2/3*7.50 = 5.00 cm2 entonces 1 1/2" @ 0.25 m

Cara interior : 1/3*7.50 = 2.50 cm2 entonces 1 3/8" @ 0.25 m

d1. Diseo de la armadura del taln posterior

Sobre el taln actan hacia abajo el peso propio del taln y el terreno sobre l. Las cargas

simplificadas sern:

u = 1.4(1650*1.8+0.6*2400) + 1.7(800) = 7536,52m

M'u = 7536.52*1.5*1.5 / 2 = 8478,59Kg-m

El momento ltimo a la cara de la columna ser:

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= 1.7*(0.5*5000*1.5*2/3 + 0.5*800*1.5*(2/3)*1.5) = 5270Kg-m

3

El Momento neto en la seccin ser:

Mu = M'u - = 8478.59 - 5270 = 3208,59 Kg-m

K = 3208.59*100/(100*542) = 1,10

= mn = 0.0018

AS mn = 0.0018*60*100 = 10.8 cm2 entonces 1 1/2" @ 0.10 m

Entonces

1 1/2" @ 0.20 m + 1 1/2" @ 0.20 m (bastn)

el cual se colocar hacia la cara superior

* En la otra direccin se colocar refuerzo mnimo :

entonces 1 5/8" @ 0.15 m

e1. Diseo de la armadura del taln anterior

Le corresponde igualmente refuerzo mnimo, el cual ser similar al colocado en el taln posterior,

hacia la cara inferior.

El detallado del diseo correspondiente se presenta en el corte 1-1 de la lmina correspondiente.

1B. DISEO DE CABEZALES DE ENTRADA Y SALIDA (ZONA CENTRAL)

La zona central del muro se disear considerando un comportamiento combinado, donde no se

tendr un muro en voladizo plenamente, ya que por su desarrollo en planta, los extremos trabajarn

como una especie de contrafuertes, de forma tal que en esta zona el muro trabajar como apoyado y

en volado en forma simultnea, tomndose los requerimientos ms crticos en cada caso.

* Tomando una ancho de 1 m en el fondo, calculamos las presiones actuantes:

p1 = 0.333*1650*1.8 = 989,01Kg/m

p1 = 0.333*800 = 266,4Kg/m

pT = 989.01+266.4 = 1255,41Kg/m

La carga ltima catuante en un ancho de 1m en el fondo ser :

= 1.7* pT = 1.7*1255.41 = 2134,20Kg/m

La configuracin de cargas a considerar ser:

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Los momentos flectores los podemos estimar en:

l = 2+3.2+2 = 7,2m

Mu = 1/12 * * l2 = 2134.20*7.22 / 12 = 9219,73 Kg-m

* El refuerzo horizontal ser

Ku = 9219.73*100 / 100*242 = 16,01

= 0,0046

AS = 0.0046*100*24 = 11,04cm2

entonces 1 5/8" @ 0.15 m en cada cara del muro, vlido para el tramo de 1.80 m del muro,medido desde la base del muro.

* El diseo de los talones anterior y posterior se mantendr similar al diseo de las partes extremas

por ser las ms crticas.

El detallado del diseo correspondiente se presenta en el corte 1-1 de la lmina indicada.