Post on 13-Jul-2016
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DISEÑO ESTRUCTURAL DE LECHO DE SECADO
INTRODUCCION
El proyecto que se diseñará es un tanque tipo sección
rectangular, se analizará y se diseñará conforme a la
siguiente normativa:
Normativa a Utilizar.
Code Requirements for Environmental Engineering
Concrete Structures(ACI 350M-01) And Commentary (ACI
350RM-01), Reported By ACI Committee 350.
Design Considerations for Environmental Engineering
Concrete Structures (ACI 350.4R-04), Reported by ACI
Committee 350.
Concrete Structures for Containment of Hazardous
Materials (ACI 350.2R-04), Reported by ACI Committee
350.
Tightness Testing of Environmental Engineering Concrete
Structures (ACI 350.1-01) and Commentary (350.1R-01),
Reported by ACI Committee 350.
Environmental Engineering Concrete Structures (ACI
350.R-89), Reported by ACI Committee 350.
Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI
318M-08) and Commentary, Reported by ACI Committee 318.
Norma Técnica del Reglamento Nacional de Edificaciones
"Diseño Sismoresistente" E-030.
Los dos folletos publicados por la Portland Cement
Association: Circular Concrete Tanks Without
Prestressing y Rectangular Concrete Tanks.
Modelación de la estructura por elementos finitos.
Presión del agua en cara interior:
Presión del filtro en cara interior:
Cálculo del empuje del filtro
Ka = tg² ( 45° - ô/2 ) Ps = 1.90 T/m3
ô° = 32.00
f = tg ô (Vaciado in-situ)
f = 0.625 f < 0.60
f = 0.60
Ka = 0.31
m = 0.6
Ps' = Ps - m Pa m = coeficiente que depende del índice de vacíos del terreno
Pa = Peso específico del agua
Ps' = 1.30 T/m3
Ws = Ka Ps = 0.40 T/m3
Presión el fondo para h=1.53
Ws = 0.40 x 1.53 = 0.61 Ton/m2
= 1.00 Ton/m3
= 1.53 Ton/m2
H
gH
gagua
Sabemos, que la altura de nuestros muros son; 1.53 metros, además que el peso específico del agua es de; 1.00
toneladas/metros cúbicos, por lo que la presión en el fondo de los muros o tanque serán:
1.5
3
Presión del filtro en caras interiores:
Presión del agua en caras interiores
Combinaciones de carga = 1.4 WD + 1.7 Wagua + 1.7 Wfiltro
Mvertical = 1.343 Ton-m
Combinaciones de carga = 1.4 WD + 1.7 Wagua + 1.7 Wfiltro
Mhorizontal = 0.948 Ton-m
Vmax. =2.505 Ton/m
VERIFICACION DEL ESPESOR DEL MURO
Ta = 3,135.0 Kg Tracción
esh = 0.0003 cm coeficiente de contracción del concreto
fs = 1,400 Kg/cm2 acero para tensión directa
As=Ta/Fs 2.24 cm2 Calculo del As
Es = 2,040,000.00 Kg/cm2
Ec = 217,370.65 Kg/cm2
n=Es/Ec 9.38 Calculo de la constante n
Espesor de muro h = 15.00 cm
Esfuerzo a tensión actuante ft = 2.97 Kg/cm2 OK < 0.10 f'c = 21.00 Kg/cm2 Esf. Tensión permisible
REVISION DEL CORTANTE
a) Cortante lado largo borde inferior punto central
cortante max V = 2,505.00 Kg
Vc = 0.85 x 0.53 x raiz f'c x b x d
Vc= 6,217.45 Kg
Vu=1.7 x Vmax = 4,258.50 Kg
Vu act = 4,258.50 Kg Vu act < Vc : OK
DISEÑO DE MUROS
Mu = T.m
K=Mu/b*d2 = Tn/cm2
f'c = 210.00 kg/cm2 ρ mín = 14/fy = 0.0033
espesor muro h = 15.00 cm fy= 4200 kg/cm2
b = 100.00 cm ρ cont. Y temp. = 0.0018 ACI-318
fy = 4,200.00 kg/cm2 As cont. Y temp. = 2.70 cm2
Espesor de Muro H = 15.00
Recubrimiento r = 5.00
Diametro de fierro a flexion φ = 3/8
Altura efectiva d = 9.52 cm cuantia max = 0.75* α*fc/fy*6000/(6000+ fy) para fc<=280 Kgf/cm2 α= 0.7225 y β=0.425
a = 444.71
PUNTO M HOR MY 1.7 x MHOR MY FDS = 1.30 M HOR My t.m M abs As cm2 b ρ máxima As min Nu (Ton) 1.7 x 1.65 xNu As xNu As total
As cont. Y
temp.
Momento horizontal máximo 0.558 0.948 1.232 1.232 1.232 3.580 35999.8 0.0159 3.143 0.827 2.320 0.307 3.887 3.01
DISTRIBUCION DEL ACERO DE REFUERZO PRINCIPAL HORIZONTAL
PUNTO 1/4 pulg 3/8 pulg 1/2 pulg 5/8 pulg 3/8" S (cm) 1/2 " S (cm)
Momento horizontal máximo 12 5.47 3.01 1.95 18.00 30.00 3/8" @ 18.00 cm
DISTRIBUCION DEL ACERO DE REFUERZO HORIZONTAL PARA CONTRACCION Y TEMPERATURA
PUNTO 1/4 pulg 3/8 pulg 1/2 pulg 5/8 pulg 3/8" S (cm) 1/2 " S (cm)
Momento horizontal máximo 9 4.24 2.33 1.51 22.50 45.00 3/8" @ 22.50 cm
USAR
USAR
MOMENTOS VERTICALES
punto Mo vert Mx 1.7 x Mo vert Mx FDS = 1.30 Mo vert Mx cuantia max As min 3/8" S (cm) 1/2 " S (cm)
M° vertical máximo 0.79 1.343 1.7459 1.7459 0.0159 3.143 12.86 22.50 3/8 " @ 12.50 cm
USAR
Máximo espaciamiento de las barras para control de fisuración
M = 0.790 Ton-m Mumín = M = 0.558 Ton-m
As = 5.180 cm2 As = 3.887 cm2
d= 9.52 cm d= 9.52 cm
n= 9.38 n= 9.38
ρ = 0.0054 ρ = 0.0041
K= 0.27 K= 0.24
j= 0.91 j= 0.92
fs = 1,761 Kg/cm2 fs = 1,638 Kg/cm2
dc = 5.48 cm dc = 5.48 cm
factor z= 16,900 Kg/cm límite de la distribución del reuerzo a flexión para una grieta de 0.22 mm ACI 350-01 factor z= 16,900 Kg/cm límite de la distribución del reuerzo a flexión para una grieta de0.22 mm ACI 350-01
s max = 14.73 cm > OK 12.86 cm s max = 18.31 cm > OK 18.00 cm
DISEÑO DE LA ZAPATA
1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA DE LA ZAPATA
A.- CARGA MUERTA a (m) b (m) h (m) Pe (Kg/m3) Peso (Kg)
Viga 25 x 20 0.25 7.15 0.20 2,400.00 858.00
Viga 25 x 15 0.25 28.60 0.15 2,400.00 2,574.00
losas 1.60 1.60 0.05 2,400.00 3,840.00
Columnas 8 2.00 0.20 0.15 2,400.00 24.83
Columnas 4 2.50 0.20 0.15 2,400.00 31.03
Techo 11.30 8.30 50.00 4,689.50
Impermeabilzante en muros 1.53 28.60 0.02 1,500.00 1,312.74
Muro de ladrillo de soga 1.00 28.24 0.13 1,800.00 6,608.16
Muro 1.53 28.60 0.15 2,400.00 15,752.88
total Peso = 35,691.14
Peso por ml. = 1,247.94
Peso de la zapata 1.00 1.30 0.40 2,400.00 1,248.00
B.- CARGA VIVA
Sobrecarga en losa 1.28 200.00 256.00
Peso del agua + filtro 1.53 0.75 1610.00 1,847.48
Peso del suelo 1.25 0.40 1,800.00 900.00
P
PD = 1.25 Ton/m
PL = 0.26 Ton/m
Pz = 1.25 Ton/m
M Pa = 1.85 Ton/m
Psuelo = 0.90 Ton/m
2.46 Ton/m2
MD = 0.00 Ton-m
ML = 1.34 Ton-m
MS = 0.00 Ton-m
M = 1.34 Ton-m
R = 5.50 Ton/m
X = 0.38 m
e = 0.27 m
2.46 Ton/m2
0.40 m
0.40 m 0.15 m 0.75 m
1.30 m
σ 1 = -1.11 Ton/m2 σ 2 = 9.57 Ton/m2
X
R
sact (kg/cm2) s t (kg/cm2) OBS.
0.96 1.00 OK
CARGA DE SERVICIO POR METRO LINEAL (P)
Presión del agua =
ESFUERZOS EN EL TERRENO
2.- ARMADURA DE LA ZAPATA
CARGA POR RESISTENCIA ULTIMA
Carga última
P FCD = 1.40
FCL = 1.70
Pu = 1.4 PD + 1.7 PL
M Pu = 8.60 Ton/m
Mu = 2.28 Ton-m
X = 0.35 m
e = 0.30 m
σ 1 = -2.67 Ton/m2
σ 2 = 15.90 Ton/m2
2.46 Ton/m2
0.40 m
0.40 m 0.15 m 0.75 m
1.30 m
σ 1 = -2.67 Ton/m2 σ 2 = 5.19 Ton/m2 σ 2 = 15.90 Ton/m2
X
R
M x-x = 1.91 Ton-m Reservorio lleno
Ø 1/2 ''
Øacero/2 = 0.635 cm
Recubrimiento = 7.500 cm
d = 31.87 cm
b= 100.00 cm
f´c = 280.00 Kg/cm2 fy= 4200.00 Kg/cm2
Φ = 0.9
Mu = 1.91 T-m/m
a = 0.28 cm
As = 1.59 cm 2 /m
Se usara longitudinalmente varillas de:
rmin Asmin (cm2)
0.003 15.60
f (ref. cada/cara) s (cm) s (cm)
1.27 16.00 15
rmin Asmin (cm2)
0.003 15.60
f # total varillas usar #
1.27 12.283 12
REFUERZO TRANSVERSAL
REFUERZO LONGITUDINAL