1.-Diseño de Troqueles

PROYECTO EJECUTIVO DEL SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL PLÁSTICOS

SAN AGUSTÍN - EMILIANO ZAPATA

(Civil - Estructural)

Colector "Zapata" en San Agustín Mpo. De Ecatec De México

Análisis y Diseño del tablaestacado

Método del limite elástico.

Estructura Grupo "A"

Zona Sísmica "E"

Suelo Tipo IIIa

C = 0.40 FS = 1.50

Q= 3.00

Cs = 0.20

Concreto clase -2 f´c=250 Kgs/cm² cemento tipo II Puzolanico

Angulo de fricción interna del material de relleno = 32°

Peso volumétrico del material de relleno=1600.0 kgs/m tezontle

qa = 2.5 ton/m²

REFERENCIAS:

a).-Reglamento Construcciones del Departamento del D. F. (R.C.D.F- 2005)

b).-Reglamento de Construcción A.C.I - 318- 2005

c).-Especificaciones del AASHTO - 96

d).-Manual de Obras Civiles de la C.F.E. - 93 (ANEXO 1)

e).-Problemas resueltos de mecánica de suelos por el Ing. Carlos Crespo Villalaz

Memoria de calculo ( Civil - Estructural )

Tablaestacado metálico machimbrado

Lumbrera Ø = 8.25 m L-16 de salida y Caja de Control Con vigas de Acero A-36

de forma perimetral 9 niveles H = 19.481 m



Análisis y diseño del tablaestacado, empleando el método de la envolvente propuesta por peck para

arcillas blandas

Empuje debido al suelo ( E )

De la grafica de la mecánica de suelos 19.95 ton /m²

& = 1.60 ton/m³ qu = 2.5 ton /m²C = qu /2 C = 1.25

E = 20.1083871

Tomaremos lo de la grafica 19.95 ton /m²

Debido a la cercanía de las construcciones de tomara una sobre carga de 5.0 ton /m²

q = 3 ton/m² coef. = 0.60

Empuje por sismo

Idealizando el empuje por sismo tenemos:

10.80

Datos: h= 19.48

b= 10.80

Ø = 32° F = c/3 W

Pv.= 1.60

19.48

(45°+32°/2)

W= 168.28 ton

Datos: C= 0.40

Q= 3.00

W= 168.28 ton

Sust. F= 22.44 ton

Diagrama de presiones

E = Empuje debido al suelo

E Д = Empuje debido a la sobre carga

ES = Empuje debido al sismo

Ets = Empuje total considerando sismo



19.95 ton /m²



Diagrama de presiones sobre el tablaestacado metálico machimbrado h = 26

Troqueles

0.85 4.87 a

1.926

1.926

1.926

1.926

1.926

19.48 1.926

1.926

3.35 14.61

1.8

19.95

EP 6.52 ton /m²

para evitar su volteo del tablaestacado

6.52 es la diferencia H= 26 m - 19.48 m = 6.52 m si se coloca un tablaestacado de una altura menor H =22 m EP trabajaría

sobre una altura de 22 m - 19.48 m = 2.52 lo que provocaría un volteamiento del tablaestacado y por lo tanto la falla, el estudio

de mecánica de suelos indica que la altura mínima de esta pata deberá de ser H = 6.5 m mínimo

Para estos elementos apuntalados en arcillas saturadas blandas se empleara el método de equilibrio limite

El marco será de acero A-36 y se analizara por el método de cross para cada uno de los niveles

0.85 1er nivel

1.926 2do nivel

1.926 3er nivel

1.926

Relleno sobre caja 4to nivel

1.926 5to nivel

1.926

Pv = 1600 kg /cm² 6to nivel

Wreglamento 2000 kg /cm² 19.48 1.926 7mo nivel

e (espesor)= 0.426 m 1.926

B (diseño )= 9.65 m 8vo nivel

w concreto = 2400 kg /m³ 3.35

qu = 2.5 ton/m² 1.0

9no nivel

1.8

De acuerdo al diagrama de presiones 19.95 ton /m²empuje propio del relleno, sobre carga, + sismo 9.65 19.48

ELEVACIÓN



W reglamento indica, que se deberá de considerar una sobre carga superficial de 2.0 ton /m² = 2000 kgs /m²

El empuje del relleno y la distribución de cargas sobre el tablaestacado no se tomará directamente, si no que se partirá de

que el terreno es un material no homogéneo y esta formado por estratos cuyos espesores son variables fungiendo como

pequeñas láminas horizontales, que al hincar las tablaestacas metálicas dentro del área por excavar éstas se verán destrui

das, sin embargo atrás del tablaestacado esta estructura no será modificada por lo que el empuje del terreno no es el

mismo que el ancho de la excavación.

W = 19.95 ton / m2

4.87

3.35 1.926

1.8 1.926 1.926

1.926 0.85

1.926

1.93 1.93 1.93 x 19.95 38.418

2.0

profundidad de la estructura y al numero de niveles, se tomo la decisión de hacer el calculo para cada uno de los

niveles y solamente agrupando los intermedios

El área tributaria será aquella que se localiza al centro de cada troquel por ml

A= 38.418

Área tributaria 1.93 38.418 ton /ml

19.95 ton/m2

Esfuerzos sobre el anillo circular del ademe machimbrado

R = 96.25875 ton 185366.85 kgs

Área tributaria b = 1.93

Esfuerzos de empuje de forma tradicional

De acuerdo al diagrama de presiones ע 1350 h= 19.48

19.28

²

1350 19.48

P = 0.356 91186.74 kgs

2

Tomando las graficas de la mecánica de suelos

h= 70

Sección del refuerzo r= 5 d= 65 cm B= 60

91.19 ton Fc = 1.4



Revisión por cortante actuante 259513.59 kgs

∂c= 66.54 kgs/cm2

60 65 691795.89 kgs/m2

fć= 350 f*c= 0.85fć 297.5 kgs/cm2

Cortante permisible ∂concreto= 0.5 f*c= 148.75 kgs/cm2

148.75 ≥ 66.54 kgs/cm2 ok

Diseño de las trabes circulares interior del anillo Ø=

8.25 m 1.4 4.825

prefabricado

w = 127.66 kgs/m2

R = 259513.6 kgs

Empleando un concreto de fć= 350

f*c= 0.80 fć= 280 kgs/cm2

Esfuerzo admisible del concreto

Ϭ admisible= 0.5f*c 140 kgs/cm2

4.825 m B e del anillo =

60 65

∂c= 66.54 kgs / cm2 < 140 Se acepta

Refuerzo en el anillo

P r

Mmax = 0.3183Pr 127.66 4.825

Mmax = 196062.108 kgs-m 19606210.8 kgs-cm

Peralte d =

d = 116.01 cm

Cte. De calculo:

Fs = 2000

fć = 350 con resistencia rápida RR de 24 horas

J = 0.88

K = 0.35

n = 6.81

R = 24.28

r = 8.7



Refuerzo para un peralte de 60 cm para los anillos de concreto

d = 116.01 se dejara d = 65

r = 5

Área de refuerzo (As ) h = 70

Acero por lado

As = 171.38 cm2 85.69 cm2

Vs # 10 = 7.955 cm2

Refuerzo perimetral: 10.77 10.0 Vs # 10

Cortante: R=V= 66.54 kgs E#6 2.85

v´= 69.18 24.64 cuatro ramas = 4 11.4

Vc= 1.32 √ f´c= 18.70 x 1.32= 24.64 44.54 kgs/cm2

Estribos S= 8.53165694

Se dejaran:

2 Es # 6 @ 12.5

El armado para los anillos n-1 al n-7

10 Vs # 102 Es # 6 @ 12.50

10 Vs # 10

0.6

0.7

4Vs#8

3 conectores del # 8c @ 2.5 m

Pp del anillo de concreto 1008 kgs/ml perímetro 28.11732 m w= 28342.2586

kgs

Revisión de los conectores R=V= 28342.2586 kgs n / de conectores 33.473 33

Resistencia al corte c/u de los conectores 2000 kgs/cm2 vs # 8c = 10140 kgs conectores

Resistencia al corte con soldadura en c/u de los conectores soldadura de 6 mm perimetral 890 kgs / cm

Longitud de soldadura 5.96 cm 5304.4 kgs F.C = 1.4

Se tomara la resistencia menor que es la de la soldadura n / de conectores = 7.48042417

Se dejara 33 conectores @ 2.5 m

Diseño de los anillos n-8 y n-9

1.93 3.35 2.64 x 19.95 52.62525

2.0

profundidad de la estructura y al numero de niveles, se tomo la decisión de hacer el calculo para cada uno de los

niveles y solamente agrupando los intermedios

El área tributaria será aquella que se localiza al centro de cada troquel por ml



A= 52.62525

Área tributaria 2.64 52.625 ton /ml

19.95 ton/m2

Esfuerzos sobre el anillo circular del ademe machimbrado

R = 96.25875 ton 253916.831 kgs

Área tributaria b = 2.64

Esfuerzos de empuje de forma tradicional

De acuerdo al diagrama de presiones ע 1350 h= 19.48

19.28

²

1350 19.48

P = 0.356 91186.74 kgs

2

Tomando las graficas de la mecánica de suelos

h= 70

Sección del refuerzo r= 5 d= 65 cm B= 75

91.19 ton Fc = 1.4

Revisión por cortante actuante 355483.564 kgs

∂c= 72.92 kgs/cm2

75 65 729197.05 kgs/m2

fć= 350 f*c= 0.85fć 297.5 kgs/cm2

Cortante permisible ∂concreto= 0.5 f*c= 148.75 kgs/cm2

148.75 ≥ 72.92 kgs/cm2 ok

Diseño de las trabes circulares interior del anillo Ø=

8.25 m 1.4 4.825

prefabricado

w = 127.66 kgs/m2

R = 355483.6 kgs

Empleando un concreto de fć= 350

f*c= 0.80 fć= 280 kgs/cm2

Esfuerzo admisible del concreto

Ϭ admisible= 0.5f*c 140 kgs/cm2

4.825 m B d =

75 65

∂c= 72.92 kgs / cm2 < 140 Se acepta

r = 8.70



Refuerzo en el anillo

P r

Mmax = 0.3183Pr 127.66 4.825

Mmax = 196062.108 kgs-m 19606210.8 kgs-cm

Peralte d =

d = 103.76 cm

Cte. De calculo:

Fs = 2000

f´c = 350

J = 0.88

K = 0.35

n = 6.81

R = 24.28

Refuerzo para un peralte de 60 cm para los anillos de concreto

d = 103.76 se dejara d = 65

r = 5

Área de refuerzo (As ) h = 70

Acero por lado

As = 171.38 cm2 85.69 cm2

Vs # 10 = 7.955 cm2

Refuerzo perimetral: 10.77 100 10.0 Vs # 10

Cortante: R=V= 72.92 kgs E#6 2.85

v´= 69.18 24.64 cuatro ramas = 4 11.4

Vc= 1.32 √ f´c= 18.70 x 1.32= 24.64 44.54 kgs/cm2

Estribos S= 6.82532555

Se dejaran:

2 Es # 6 @ 10

El armado para los anillos n-8 y n-9

10 Vs # 10 2 Es # 6 @ 10

10 Vs # 10

0.75

0.7

4Vs#8



10.50

9.65

8.25

0.85 n-1

1.926 0.70

n-2

1.926

n-3

1.926

n-4

1.926

n-5

Viga carril 0.426

1.926

n-6

19.48 1.926

n-7

1.926

n-8

3.35

n-9 0.23 0.6

1.0 0.83

1.8

6.52

Para el nivel n-9

Este anillo por su importancia será retirado una vez que haya alcanzado su resistencia la losa de fondo

de f´c=250 kgs/cm2 e = 70cm con RR de un día, pudiéndose retirar el troquel o anillo a las 36 horas después de este

colado,

Del nivel n-8 al n-1

Este anillo será retirado una vez que haya alcanzado su resistencia la caja en cada uno de sus niveles

de f´c=250 kgs/cm2 con RR de un día y se haya rellenado el perimetralmente la caja a los 2 días después del ultimo

colado, dejando la cimbra interior

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