estructural alcantarilla

Diseo Estructural Alcantarilla Carpintero Seccin Rectangular

Datos

Cota Nivel Hidrulico (Cota 4) 0.50 msnm Peso Especfico del Relleno 1900 kg/m3

Cota Cara Superior (Cota 2) 0.80 msnm Angulo Reposo Relleno 35

Cota Piso (Cota 3) 0.00 msnm Presin Admisible Fundacin 2.50 kg/cm2

Espesor de losa (e) 0.15 m Concreto (f'c) 4.000 kg/cm2

Ancho de Barril (L1) 1.12 m Acero de refuerzo (f'y) 3.000 kg/cm2

Peso Especfico del Concreto 2400 kg/m3

Tren de Carga 4

Cota de Terreno (Cota 1) 1.73 msnm Peso Especfico del Concreto 2400 kg/m3

Espesor de losa canal (ec) 0.20 m Altura del canal (Hcanal) 1.00 m

Base del canal (Bcanal) 9.40 m

SolucinAltura de barril (L2) 0.80 m Factor de Presin Neutra 0.4264

Carga debido al Peso Canal 1005.06 kg/m2

Distancia entre ejes 4.27 m

Carga debido al Agua Canal -2574.00 kg/m2

Carga eje posterior 14514.96 kg

Peso de losa Superior 604.8 kg Carga eje delantero 3628.74 kg

Peso de losa Inferior 604.8 kg Coeficiente de Impacto 0.3885

Peso de la Estructura 2397.6 kg Carga Relleno sobre alcantarilla 3693.60 kg/m2

Anlisis a Barril LlenoCarga Losa Superior 2664.66 kg/m

2

Reaccin del Terreno 6143.82 kg/m2

Carga Losa Inferior -6143.82 kg/m2

Carga Pared Lateral Superior 753.49 kg/m2

Carga Pared Lateral Inferior 281.65 kg/m2

Momentos de Empotramiento

Losa Superior 358.15 kg-m

Losa Inferior -825.78 kg-m

Pared Lateral Punto Superior 42.47 kg-m

Pared Lateral Punto Inferior 35.38 kg-m

2664.66 2664.66

753.49 753.49 358.15 -358.15

-42.47 42.47

35.38 -35.38

281.65 281.65 825.78 -825.78

-6143.82 -6143.82

Anlisis por el Mtodo de Cross

Tramo Nodos

Coeficiente

de

Distribuci

Momento

InicialIncremento Momento

Distribuci

n 1

Distibucin

2Total Diferencia

A-B A 0.5 358.15 0 358.15 -157.839 78.920 279.23 68.185 347.42 0.00

B 0.5 -358.15 0 -358.15 157.839 -78.920 -279.23 -68.185 -347.42 0.00

B-C B 0.5 42.47 0 42.47 157.839 215.289 415.60 -68.185 347.42

C 0.5 -35.38 0 -35.38 430.579 78.920 474.12 68.185 542.31 0.00

C-D C 0.5 -825.78 0 -825.78 430.579 -215.289 -610.49 68.185 -542.31

D 0.5 825.78 0 825.78 -430.579 215.289 610.49 -68.185 542.31 0.00

D-A D 0.5 35.38 0 35.38 -430.579 -78.920 -474.12 -68.185 -542.31

A 0.5 -42.47 0 -42.47 -157.839 -215.289 -415.60 68.185 -347.42

Diagrama de Fuerzas Cortantes

Cculo de los Esfuerzos Cortantes

-653.35

Losa Superior 3021.54 kg -653.35

Losa Inferior -6966.65 kg

Paredes Laterales Superior -653.35 kg -3021.54

Paredes Laterales Inferior 1145.04 kg

Clculos de Momentos Mximos -6966.65


Losa Inferiror 4492.15 kg-m

Distancia Momento Maximo (X) 0.70 m -1145.04 1145.04

Piezas Verticales -965.04 kg-m

Considerando como piezas isostticas



Relacin 1 -1.5969219

Relacin 2 -0.626

Distancia Momento Maximo 0.440 m

Piezas Verticales 58.72 kg-m

Momentos Iniciales

3021.54

6966.65

L1e

e

e

e

L2

H

Cota 3

Cota 2

A B

CD

A B

CD

A B

CD

Cota 1

Distribucin de Momentos Losas Horizontales

Losa

Superior

Losa

Inferior0.00 1.27 0.00 0.00

0.0635 1.21 102.07 235.35

0.127 1.14 193.40 445.92

0.1905 1.08 273.99 631.72

0.254 1.02 343.83 792.75 Diagrama de Momentos Flectores

0.3175 0.95 402.92 929.00

0.381 0.89 451.27 1040.48

0.4445 0.83 488.88 1127.19

0.508 0.76 515.74 1189.12

0.5715 0.70 531.86 1226.28

0.64 0.64 537.23 1238.67

Distribucin de Momentos Losas Laterales

X (L - X) X (L - X) L + X X (L2 - X

2) MOMENTOS

0.00 0.95 0.00 0.95 0.00 0.00

0.05 0.90 0.04 1.00 0.04 12.61

0.10 0.86 0.08 1.05 0.08 23.57

0.14 0.81 0.12 1.09 0.13 32.95

0.19 0.76 0.14 1.14 0.16 40.78

0.24 0.71 0.17 1.19 0.20 47.12

0.29 0.67 0.19 1.24 0.23 52.03

0.33 0.62 0.21 1.28 0.26 55.56

0.38 0.57 0.22 1.33 0.29 57.76

0.43 0.52 0.22 1.38 0.31 58.68

0.48 0.48 0.23 1.43 0.32 58.39

0.52 0.43 0.22 1.47 0.33 56.93

0.57 0.38 0.22 1.52 0.33 54.35

0.62 0.33 0.21 1.57 0.32 50.71

0.67 0.29 0.19 1.62 0.31 46.07

0.71 0.24 0.17 1.66 0.28 40.46

0.76 0.19 0.14 1.71 0.25 33.96

0.81 0.14 0.12 1.76 0.20 26.61

0.86 0.10 0.08 1.81 0.15 18.46

0.90 0.05 0.04 1.85 0.08 9.58

0.95 0.00 0.00 1.90 0.00 0.00

Anlisis a Barril a Estructura VacaPeso propio Losa Superior 604.80 kg/m

2

Peso Relleno Losa Superior 3693.60 kg/m2

Peso de Otras Sobrescargas -1568.94 kg/m2

Carga por Transito 2857.27 kg/m2

Peso propio Estructura 2397.60 kg

Peso Relleno Losa Inferior 2124.66 kg/m2

Carga por Transito 3628.74 kg

Carga Losa Superior 5586.74 kg/m2

Reaccin del Terreno 6368.56 kg/m2

Carga Losa Inferior -6368.56 kg/m2

Carga Pared Lateral Superior 753.49 kg/m2

Carga Pared Lateral Inferior 1401.65 kg/m2

Momentos de Empotramiento



Pared Lateral Punto Superior 76.17 kg-m

Pared Lateral Punto Inferior 85.92 kg-m

5586.74 5586.74

753.49 753.49 750.90 -750.90

-76.17 76.17

85.92 -85.92

1401.65 1401.65 -855.99 855.99

-6368.56 -6368.56

Anlisis por el Mtodo de Cross 1452 726

Tramo Nodos

Coeficiente

de

Distribuci

n

Momento

InicialIncremento Momento

Distribuci

n 1

Distibucin

2Total Diferencia

A-B A 0.5 750.90 0 750.90 -337.368 168.684 582.220 -180.601 401.619 0.00

B 0.5 -750.90 0 -750.90 337.368 -168.684 -582.220 180.601 -401.619 0.00

B-C B 0.5 76.17 0 76.17 337.368 -192.518 221.018 180.601 401.619

C 0.5 -85.92 0 -85.92 -385.035 168.684 -302.268 -180.601 -482.869 0.00

C-D C 0.5 855.99 0 855.99 -385.035 192.518 663.470 -180.601 482.869

D 0.5 -855.99 0 -855.99 385.035 -192.518 -663.470 180.601 -482.869 0.00

D-A D 0.5 85.92 0 85.92 385.035 -168.684 302.268 180.601 482.869

A 0.5 -76.17 0 -76.17 -337.368 192.518 -221.018 -180.601 -401.619

Diagrama de Fuerzas Cortantes

Cculo de los Esfuerzos Cortantes

375.01

Losa Superior 6334.96 kg 375.01

Losa Inferior -7221.49 kg

Paredes Laterales Superior 375.01 kg -6334.96

Paredes Laterales Inferior 648.68 kg

Clculos de Momentos Mximos -7221.49


Losa Inferiror 3611.46 kg-m

Distancia Momento Maximo 0.42 m -648.68 648.68

Piezas Verticales -319.00 kg-m

Momentos Iniciales

6334.96

7221.49

X (L - X)

Momentos (kg-m)

-58.4

-347.42

-542.31

537.23

347.42 347.42

-1238.67

-542.31 -542.31

58.39

347.42

542.31

A B

CD

A B

CD

A B

CD

A B

CD

Considerando como piezas isostticas


Losa Inferior 1283.98 kg-m

Relacin 1 1.163

Relacin 2 0.860

Distancia Momento Maximo 0.499 m

Piezas Verticales 121.87 kg-m

Distribucin de Momentos Losas Horizontales

Losa

Superior

Losa

Inferior0.00 1.27 0.00 0.00

0.0635 1.21 214.01 243.96

0.127 1.14 405.49 462.23

0.1905 1.08 574.44 654.83

0.254 1.02 720.87 821.75 Diagrama de Momentos Flectores

0.3175 0.95 844.77 962.99

0.381 0.89 946.14 1078.54

0.4445 0.83 1024.98 1168.42

0.508 0.76 1081.30 1232.62

0.5715 0.70 1115.09 1271.14

0.64 0.64 1126.36 1283.98

Distribucin de Momentos Losas Laterales

X (L - X) X (L - X) L + X X (L2 - X

2) MOMENTOS

0.00 0.95 0.00 0.95 0.00 0.00

0.05 0.90 0.04 1.00 0.04 21.01

0.10 0.86 0.08 1.05 0.08 40.25

0.14 0.81 0.12 1.09 0.13 57.65

0.19 0.76 0.14 1.14 0.16 73.12

0.24 0.71 0.17 1.19 0.20 86.60

0.29 0.67 0.19 1.24 0.23 98.02

0.33 0.62 0.21 1.28 0.26 107.30

0.38 0.57 0.22 1.33 0.29 114.36

0.43 0.52 0.22 1.38 0.31 119.14

0.48 0.48 0.23 1.43 0.32 121.56

0.52 0.43 0.22 1.47 0.33 121.55

0.57 0.38 0.22 1.52 0.33 119.04

0.62 0.33 0.21 1.57 0.32 113.95

0.67 0.29 0.19 1.62 0.31 106.21

0.71 0.24 0.17 1.66 0.28 95.74

0.76 0.19 0.14 1.71 0.25 82.48

0.81 0.14 0.12 1.76 0.20 66.35

0.86 0.10 0.08 1.81 0.15 47.27

0.90 0.05 0.04 1.85 0.08 25.18

0.95 0.00 0.00 1.90 0.00 0.00

Clculo de Refuerzos

Losa Superior - cara interior

Momento ltimo Extremo 347.42 kgm/m

Momento ltimo Central 537.229011 kgm/m

Momento ltimo en Losa 53722.90 kgm/m

Dimetro de acero 3.000

Espesor de recubrimiento 0.05

Distancia de fibra extrema 9.365 cm

a = 0.168 cm As = 1.531 cm2/ml

a (calculado)= 0.360 cm Delta a = -0.193

Refuerzo calculado = 1.531 cm2/ml

Refuerzo mnimo losas = 1.592 cm2/ml

Refuerzo por temperatura = 2.700 cm2/ml

Losa Superior - cara exterior







a = 0.473 cm As = 3.264 cm2/ml





Pared Vertical - cara interior

Momento ltimo Extremo Superior 347.42 kgm/m

Momento ltimo Extremo Inferior -542.31 kgm/m






a = 0.140 cm As = 0.989 cm2/ml





X (L - X)

Momentos (kg-m)

-121.56

-401.62

-482.87

1126.36

401.62 401.62

-1283.98

-482.87 -482.87

121.56

401.62

482.87

A B

CD

Pared Vertical - cara exterior

Momento ltimo Extremo Superior 401.62 kgm/m

Momento ltimo Extremo Inferior 482.87 kgm/m






a = 0.257 cm As = 1.383 cm2/ml





Losa Inferior - cara interior

Momento ltimo Extremo -542.31 kgm/m

Momento ltimo Central -1238.67 kgm/m

Momento ltimo en Losa -54230.60 kgm/m




a = 0.259 cm As = 1.553 cm2/ml





Losa Inferior - cara exterior







a = 0.609 cm As = 3.749 cm2/ml





Resumen de Refuerzos

Losa Superior Diametro Acero Espaciamiento rea (cm2)

Cara superior perpendicular al eje = 3.264 cm2/ml 2 @ 0.20m 3.55 OK

paralelo al eje = 2.700 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

Cara inferior perpendicular al eje = 1.592 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK


Paredes

Cara interior vertical Asmin = 1.592 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

horizontal Atemp = 2.700 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

Cara exterior vertical Asmin = 1.592 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

horizontal Atemp = 2.700 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

Losa Inferior

Cara superior perpendicular al eje = 1.592 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK


Cara inferior perpendicular al eje = 1.592 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK


Comprobacin por Esfuerzo Cortante

Losa Superior

Mximo esfuerzo cortante unitario (vmax) 6.1588 kg/cm2

Fuerza Cortante Mxima (V) 6334.960 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 4.2233 kg/cm2

Comprobacin de esfuerzo cortantes Satisface la condicn de Diseo

Paredes





Losa Inferior





Control de Agrietamiento

Losa Superior

Espaciamiento entre barras 200 mm

Recubrimiento 50 mm

Dimetro de Acero Asumido 9.525 mm

Espesor de paredes (h) 150 mm

Ancho de paredes 1000 mm

fy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2

Relacin Modular (n) 18

acr 109.25 mm

Altura efectiva de la seccin (d) 95.24 mm

Constante (r) 0.003741

Profundidad del eje neutro (X) 29.121 mm

3

321.728 N/mm2

Trmino de Apoyo izquierdo 1 4.369


Funcin de Fs -2.146

4.093 mm2/m

0.09044 N/mm2

Condicin 1 Cumple con la Condicin



Paredes Laterales


Recubrimiento 50 mm




fy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2


acr 131.71 mm




3

321.728 N/mm2



Funcin de Fs -1.295

0.438 mm2/m

0.011 N/mm2




Losa Inferior


Recubrimiento 50 mm




fy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2


acr 131.71 mm




3

321.728 N/mm2



Funcin de Fs -1.295

4.620 mm2/m

0.112 N/mm2




Presion de la Estructura sobre el Terreno

Peso de la Estructura 2397.60 kg

Peso Relleno Losa Inferior 4136.83 kg

Otras Cargas Actuantes -1757.21 kg

Carga por Transito 2857.27 kg

Peso del Agua 896.00 kg

Presion (st) 0.601 kg/cm2

Factor de Seguridad 4.1615

Condicin Cumple con la Condicin

Ancho de la rajadura categora

Esfuerzo de Traccin en el

rea de Acero de Refuerzo en

Traccin (As)

Esfuerzo de compresin en el

Concreto (fcb)




Traccin (As)


Concreto (fcb)




Traccin (As)


Concreto (fcb)

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