estructural alcantarilla.pdf

Diseo Estructural Alcantarilla Carpintero Seccin Rectangular

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

Cota Cara Superior (Cota 2) 1.00 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) 1.50 m Acero de refuerzo (f'y) 3.000 kg/cm2

Peso Especfico del Concreto 2400 kg/m3 Tren de Carga 4Cota de Terreno (Cota 1) 1.05 msnm Peso Especfico del Concreto 2400 kg/m3

Espesor de losa canal (ec) 0.20 m Altura del canal (Hcanal) 1.00 mBase del canal (Bcanal) 20.64 m

SolucinAltura de barril (L2) 1.00 m Factor de Presin Neutra 0.4264Carga debido al Peso Canal 929.70 kg/m2 Distancia entre ejes 4.27 mCarga debido al Agua Canal -1350.00 kg/m2 Carga eje posterior 14514.96 kgPeso de losa Superior 810 kg Carga eje delantero 3628.74 kgPeso de losa Inferior 810 kg Coeficiente de Impacto 0.3847Peso de la Estructura 3024 kg Carga Relleno sobre alcantarill 684.00 kg/m2

Anlisis a Barril LlenoCarga Losa Superior 803.70 kg/m2

Reaccin del Terreno 4573.70 kg/m2

Carga Losa Inferior -4573.70 kg/m2

Carga Pared Lateral Superior 40.51 kg/m2

Carga Pared Lateral Inferior -649.29 kg/m2

Momentos de EmpotramientoLosa Superior 182.34 kg-mLosa Inferior -1037.66 kg-mPared Lateral Punto Superior -25.94 kg-mPared Lateral Punto Inferior -41.15 kg-m

803.70 803.70

40.51 40.51 182.34 -182.3425.94 -25.94

-41.15 41.15-649.29 -649.29 1037.66 -1037.66

-4573.70 -4573.70

Anlisis por el Mtodo de Cross

Tramo NodosCoeficiente

de Distribucin

Momento Inicial Incremento Momento

Distribucin 1 Distibucin 2 Total Diferencia

A-B A 0.5 182.34 0 182.34 -104.142 52.071 130.27 98.528 228.80 0.00B 0.5 -182.34 0 -182.34 104.142 -52.071 -130.27 -98.528 -228.80 0.00

B-C B 0.5 -25.94 0 -25.94 104.142 249.128 327.33 -98.528 228.80C 0.5 41.15 0 41.15 498.255 52.071 591.47 98.528 690.00 0.00

C-D C 0.5 -1037.66 0 -1037.66 498.255 -249.128 -788.53 98.528 -690.00D 0.5 1037.66 0 1037.66 -498.255 249.128 788.53 -98.528 690.00 0.00

D-A D 0.5 -41.15 0 -41.15 -498.255 -52.071 -591.47 -98.528 -690.00A 0.5 25.94 0 25.94 -104.142 -249.128 -327.33 98.528 -228.80

Diagrama de Fuerzas CortantesCculo de los Esfuerzos Cortantes

-907.87Losa Superior 884.07 kg -907.87Losa Inferior -5031.07 kgParedes Laterales Superior -907.87 kg -884.07Paredes Laterales Inferior 557.83 kg

Clculos de Momentos Mximos -5031.07Losa Superior 257.44 kg-mLosa Inferiror 3457.09 kg-mDistancia Momento Maximo (X) 1.67 m -557.83 557.83Piezas Verticales -1336.33 kg-m

Considerando como piezas isostticasLosa Superior 273.51 kg-mLosa Inferior -1556.49 kg-mRelacin 1 -0.05872757Relacin 2 -17.028Distancia Momento Maximo -0.539 mPiezas Verticales 37.17 kg-m

Distribucin de Momentos Losas Horizontales

Losa Superior

Losa Inferior

0.00 1.65 0.00 0.000.0825 1.57 51.97 295.730.165 1.49 98.46 560.340.2475 1.40 139.49 793.81

Momentos Iniciales

884.07

5031.07

X (L - X)Momentos (kg-m)

L1e

e

e

e

L2

H

Cota 3

Cota 2

A B

CD

A B

CD

A B

CD

Cota1

0.33 1.32 175.05 996.15 Diagrama de Momentos Flectores0.4125 1.24 205.13 1167.370.495 1.16 229.75 1307.450.5775 1.07 248.89 1416.400.66 0.99 262.57 1494.23

0.7425 0.91 270.78 1540.920.83 0.83 273.51 1556.49

Distribucin de Momentos Losas Laterales

X (L - X) X (L - X) L + X X (L2 - X2) MOMENTOS0.00 1.15 0.00 1.15 0.00 0.000.06 1.09 0.06 1.21 0.08 -6.310.12 1.04 0.12 1.27 0.15 -12.640.17 0.98 0.17 1.32 0.22 -18.880.23 0.92 0.21 1.38 0.29 -24.910.29 0.86 0.25 1.44 0.36 -30.610.35 0.81 0.28 1.50 0.42 -35.880.40 0.75 0.30 1.55 0.47 -40.600.46 0.69 0.32 1.61 0.51 -44.660.52 0.63 0.33 1.67 0.55 -47.930.58 0.58 0.33 1.73 0.57 -50.320.63 0.52 0.33 1.78 0.58 -51.700.69 0.46 0.32 1.84 0.58 -51.960.75 0.40 0.30 1.90 0.57 -50.980.81 0.35 0.28 1.96 0.54 -48.650.86 0.29 0.25 2.01 0.50 -44.870.92 0.23 0.21 2.07 0.44 -39.500.98 0.17 0.17 2.13 0.36 -32.451.04 0.12 0.12 2.19 0.26 -23.591.09 0.06 0.06 2.24 0.14 -12.811.15 0.00 0.00 2.30 0.00 0.00

Anlisis a Barril a Estructura VacaPeso propio Losa Superior 810.00 kg/m2

Peso Relleno Losa Superior 684.00 kg/m2

Peso de Otras Sobrescargas -420.30 kg/m2

Carga por Transito 2199.24 kg/m2

Peso propio Estructura 3024.00 kgPeso Relleno Losa Inferior 263.70 kg/m2

Carga por Transito 3628.74 kgCarga Losa Superior 3272.94 kg/m2

Reaccin del Terreno 3959.67 kg/m2

Carga Losa Inferior -3959.67 kg/m2

Carga Pared Lateral Superior 40.51 kg/m2

Carga Pared Lateral Inferior 850.71 kg/m2

Momentos de EmpotramientoLosa Superior 742.55 kg-mLosa Inferior -898.35 kg-mPared Lateral Punto Superior 40.18 kg-mPared Lateral Punto Inferior 58.04 kg-m

3272.94 3272.94

40.51 40.51 742.55 -742.55-40.18 40.18

58.04 -58.04850.71 850.71 -898.35 898.35

-3959.67 -3959.67

Anlisis por el Mtodo de Cross 1452 726

Tramo NodosCoeficiente

de Distribucin

Momento Inicial Incremento Momento

Distribucin 1 Distibucin 2 Total Diferencia

A-B A 0.5 742.55 0 742.55 -351.184 175.592 566.956 -192.835 374.122 0.00B 0.5 -742.55 0 -742.55 351.184 -175.592 -566.956 192.835 -374.122 0.00

B-C B 0.5 40.18 0 40.18 351.184 -210.078 181.287 192.835 374.122C 0.5 -58.04 0 -58.04 -420.155 175.592 -302.603 -192.835 -495.438 0.00

C-D C 0.5 898.35 0 898.35 -420.155 210.078 688.272 -192.835 495.438D 0.5 -898.35 0 -898.35 420.155 -210.078 -688.272 192.835 -495.438 0.00

D-A D 0.5 58.04 0 58.04 420.155 -175.592 302.603 192.835 495.438A 0.5 -40.18 0 -40.18 -351.184 210.078 -181.287 -192.835 -374.122

Diagrama de Fuerzas CortantesCculo de los Esfuerzos Cortantes

73.09Losa Superior 3600.23 kg 73.09Losa Inferior -4355.64 kgParedes Laterales Superior 73.09 kg -3600.23Paredes Laterales Inferior 439.36 kg

Clculos de Momentos Mximos -4355.64Losa Superior 1606.01 kg-mLosa Inferiror 1900.16 kg-mDistancia Momento Maximo 0.40 m -439.36 439.36Piezas Verticales -355.64 kg-m

Considerando como piezas isostticasLosa Superior 1113.82 kg-mLosa Inferior 1347.53 kg-mRelacin 1 0.050Relacin 2 20.000Distancia Momento Maximo 0.657 mPiezas Verticales 75.29 kg-m

Momentos Iniciales

3600.23

4355.64

50.3

-228.80

-690.00

273.51

228.80 228.80

-1556.49

-690.00 -690.00

-50.32

228.80A B

CD

A B

CD

A B

CD

A B

CD

Distribucin de Momentos Losas Horizontales

Losa Superior

Losa Inferior

0.00 1.65 0.00 0.000.0825 1.57 211.63 256.030.165 1.49 400.98 485.110.2475 1.40 568.05 687.240.33 1.32 712.85 862.42 Diagrama de Momentos Flectores

0.4125 1.24 835.37 1010.640.495 1.16 935.61 1131.920.5775 1.07 1013.58 1226.250.66 0.99 1069.27 1293.62

0.7425 0.91 1102.68 1334.050.83 0.83 1113.82 1347.53

Distribucin de Momentos Losas Laterales

X (L - X) X (L - X) L + X X (L2 - X2) MOMENTOS0.00 1.15 0.00 1.15 0.00 0.000.06 1.09 0.06 1.21 0.08 10.180.12 1.04 0.12 1.27 0.15 20.090.17 0.98 0.17 1.32 0.22 29.600.23 0.92 0.21 1.38 0.29 38.570.29 0.86 0.25 1.44 0.36 46.880.35 0.81 0.28 1.50 0.42 54.380.40 0.75 0.30 1.55 0.47 60.940.46 0.69 0.32 1.61 0.51 66.430.52 0.63 0.33 1.67 0.55 70.720.58 0.58 0.33 1.73 0.57 73.670.63 0.52 0.33 1.78 0.58 75.140.69 0.46 0.32 1.84 0.58 75.000.75 0.40 0.30 1.90 0.57 73.130.81 0.35 0.28 1.96 0.54 69.380.86 0.29 0.25 2.01 0.50 63.620.92 0.23 0.21 2.07 0.44 55.720.98 0.17 0.17 2.13 0.36 45.541.04 0.12 0.12 2.19 0.26 32.951.09 0.06 0.06 2.24 0.14 17.811.15 0.00 0.00 2.30 0.00 0.00

Clculo de Refuerzos

Losa Superior - cara interiorMomento ltimo Extremo 228.80 kgm/mMomento ltimo Central 273.510321 kgm/mMomento ltimo en Losa 27351.03 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm

a = 0.168 cm As = 0.767 cm2/mla (calculado)= 0.180 cm Delta a = -0.013

Refuerzo calculado = 0.767 cm2/mlRefuerzo mnimo losas = 1.619 cm2/mlRefuerzo por temperatura = 2.700 cm2/ml

Losa Superior - cara exteriorMomento ltimo Extremo 374.12 kgm/mMomento ltimo Central 1113.82 kgm/mMomento ltimo en Losa 111382.21 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm



Pared Vertical - cara interiorMomento ltimo Extremo Superi 228.80 kgm/mMomento ltimo Extremo Inferior -690.00 kgm/mMomento ltimo Central 37.17 kgm/mMomento ltimo en Losa 22879.75 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm



Pared Vertical - cara exteriorMomento ltimo Extremo Superi 374.12 kgm/mMomento ltimo Extremo Inferior 495.44 kgm/mMomento ltimo Central 75.29 kgm/mMomento ltimo en Losa 49543.76 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm



X (L - X)Momentos (kg-m)

-73.67

-374.12

-495.44

1113.82

374.12 374.12

-1347.53

-495.44 -495.44

73.67

374.12A B

CD

Losa Inferior - cara interiorMomento ltimo Extremo -690.00 kgm/mMomento ltimo Central -1556.49 kgm/mMomento ltimo en Losa -69000.30 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm



Losa Inferior - cara exteriorMomento ltimo Extremo 495.44 kgm/mMomento ltimo Central 1347.53 kgm/mMomento ltimo en Losa 134752.50 kgm/mDimetro de acero 2.000Espesor de recubrimiento 0.05Distancia de fibra extrema 9.524 cm



Resumen de Refuerzos

Losa Superior Diametro Acero Espaciamiento rea (cm2)Cara superior perpendicular al eje = 3.173 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OK

paralelo al eje = 2.700 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OKCara inferior perpendicular al eje = 1.619 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OK

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

ParedesCara interior vertical Asmin = 1.619 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

horizontal Atemp = 2.700 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OKCara exterior vertical Asmin = 1.619 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

horizontal Atemp = 2.700 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OK

Losa InferiorCara superior perpendicular al eje = 1.943 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

paralelo al eje = 2.700 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OKCara inferior perpendicular al eje = 1.619 cm2/ml 2 @ 0.25m 2.84 OK

paralelo al eje = 2.700 cm2/ml 3 @ 0.25m 5.16 OK

Comprobacin por Esfuerzo Cortante

Losa Superior

Mximo esfuerzo cortante unitario (vmax) 6.1588 kg/cm2

Fuerza Cortante Mxima (V) 3600.233 kgEsfuerzo cortante unitario (v) 2.4002 kg/cm2Comprobacin de esfuerzo cortantes Satisface la condicn de Diseo

ParedesMximo esfuerzo cortante unitario (vmax) 6.1588 kg/cm2


Losa Inferior

Mximo esfuerzo cortante unitario (vmax) 6.1588 kg/cm2


Control de Agrietamiento

Losa SuperiorEspaciamiento entre barras 250 mmRecubrimiento 50 mmDimetro de Acero Asumido 12.7 mmEspesor de paredes (h) 150 mmAncho de paredes 1000 mmfy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2

Relacin Modular (n) 18acr 130.76 mmAltura efectiva de la seccin (d) 93.65 mmConstante (r) 0.005411Profundidad del eje neutro (X) 33.205 mm

3321.728 N/mm2

Trmino de Apoyo izquierdo 1 4.476Trmino de Apoyo izquierdo 2 5.524Funcin de Fs -3.452

4.192 mm2/m

0.08124 N/mm2

Condicin 1 Cumple con la CondicinCondicin 2 Cumple con la CondicinCondicin 3 Cumple con la Condicin

Paredes LateralesEspaciamiento entre barras 250 mmRecubrimiento 50 mmDimetro de Acero Asumido 9.525 mmEspesor de paredes (h) 150 mmAncho de paredes 1000 mmfy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2

Relacin Modular (n) 18acr 131.71 mm

Ancho de la rajadura categoraEsfuerzo de Traccin en el

rea de Acero de Refuerzo en Traccin (As)Esfuerzo de compresin en el Concreto (fcb)

Altura efectiva de la seccin (d) 95.24 mmConstante (r) 0.00299

Profundidad del eje neutro (X) 26.548 mm

3321.728 N/mm2


0.271 mm2/m

0.007 N/mm2


Losa InferiorEspaciamiento entre barras 250 mmRecubrimiento 50 mmDimetro de Acero Asumido 9.525 mmEspesor de paredes (h) 150 mmAncho de paredes 1000 mmfy 420 N/mm2

f'c 21 N/mm2

Relacin Modular (n) 18acr 131.71 mmAltura efectiva de la seccin (d) 95.24 mmConstante (r) 0.00299276Profundidad del eje neutro (X) 26.548 mm

3321.728 N/mm2


5.600 mm2/m

0.136 N/mm2


Presion de la Estructura sobre el TerrenoPeso de la Estructura 3024.00 kgPeso Relleno Losa Inferior 1026.00 kgOtras Cargas Actuantes -630.44 kgCarga por Transito 2199.24 kgPeso del Agua 1500.00 kgPresion (st) 0.395 kg/cm2

Factor de Seguridad 6.3213Condicin Cumple con la Condicin

Ancho de la rajadura categoraEsfuerzo de Traccin en el


Ancho de la rajadura categora

Esfuerzo de Traccin en el


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