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orlando-suarez-elias
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Pg. 1Eje del Camino
Eje del cajn
A B1 B B B3 A Progresiva
PLANTA
Seccin A Seccin B Ancho del Camino Bo Seccin C Seccin D c.F
zo zo
Cobertura Mnima = hr
h y1 c.A y c.B c.C c.D h H flujo y3
s1 = 0.0024.Lte = 1.50 m mn. L Lts = 1.50 m mn.
CORTE A - A
A. Calculo Hidrulico
a). Determinado el caudal mximo de diseo con 20 aos de retorno para el cauce en estudio, se disear una alcantarilla, la misma que se ubicar en el eje del cauce. La geometra del cauce es muy irregular y se ha establecido una seccin promedio en el tramo donde se ubicar la estructura; el tramo de ingreso se aproxima a una seccin trapezoidal determinada al tomar las caractersticas geomtricas de varias secciones.
La salida de agua por la alcantarilla es al mismo cauce, el cual no tiene forma de seccin definida y predomina una pendientemuy fuerte.
Caractersticas Geomtricas e Hidrulicas del cauce
Aguas Arriba Aguas ArribaQ = 0.40 Q*n / S1/2 = [A5 / P2 ]1/3 y1 = 0.43 B3 = 0.40 y3 = 0.43B1 = 0.40 0.114 = [A5 / P2 ]1/3 v1 = 1.12 s3 = 0.0024 v3 = 1.12s1 = 0.0024 Asumiendo y1 = 0.43 hv1 = 0.06 z3 = 1 hv3 = 0.06n = 0.014 0.13 O.K.! F = 0.67 h1 = 0.60z1 = 1 h1 = 0.60
b). Analizando las condiciones del flujo a la entrada y salida de la alcantarilla, se determina que la seccin de control estaral ingreso, ya que no hay nivel de agua significativo en la salida como para afectar el flujo aguas arriba de la alcantarilla
por ser la pendiente fuerte
c). Criterios de Diseo
La Direccin de Vialidad del Estado de California (USA) utiliza un control racional prctico para el difcil problema del reatransversal mnima que constituye una prctica muy aceptable en alcantarillas de cajn, las cuales las proyectan para darpaso :- Avenidas con recurrencia probable cada 10 aos, sin carga esttica a la entrada; y- Avenidas con recurrencia probable cada 100 aos, utilizando la carga disponible a la entrada
Este criterio para el proyecto es muy recomendable, si se tiene en cuenta los resultados satisfactorios obtenidos por estaDireccin por ms de 50 aos
En nuestro caso vamos a emplear este criterio que se presentara bien para la mayora de los eventos hidrolgicos singulares
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERAcon el Fenmeno del Nio
Pg. 2La direccin de Vialidad del Estado de California utiliza la siguiente frmula para determinar el rea transversal, conociendo elcaudal de avenida probable.Q = 1.704 * H1.5 * B (Tomando Caudal mximo en rgimen crtico y en seccin cuadrada : qmx = 1.704 * H3/2 )
Q = 1.704 * H2.5 Por Seccin Cuadrada : B = H
donde : Q = caudal para una avenida con recurrencia de 10 aos, (m3/s)H = altura interna de la alcantarilla, (m)B = ancho interno o luz de la alcantarilla, (m)
Consideraremos una rea transversal cuadrada y adicionaremos el 30%, para evitar obtrucciones
H (m) : 1.1402 * (Q / 1.704 )1/2.5 H = 0.64Asumimos : H = 0.50
B = 0.90
Para comprobar si la pendiente es super-crtica, calcularemos la pendiente crtica, para la seccin asumida:
Tirante Crtico (m) : [ ( Q / B )2 / g ]1/3 yc = 0.27Area (m2) : yc * B A = 0.24Permetro (m) : 2 * yc + B P = 1.44Radio (m) : A / P R = 0.17Rugosidad en la alcantarilla n = 0.014Pendiente Crtica (m/m) : [Q * n / (A * R2/3 )]2 sc = 0.0058
La pendiente de la alcantarilla es subcritica por : sc> s1 0.0058 > 0.0024
d). Determinacin de la carga de agua ( y ) al ingreso de la alcantarilla
Esta se ha determinado empleando la figura N 7 (Tomo 10, Prcticas Mecnico-Estructurales del Manual Silvo Agropecuario) y/o Figura B-12 pg. 486 Diseo de Presas Pequeas), adems que incluye las prdidas de carga
Caudal Q = 0.40 m3/s = 14.13 p3/sAltura de la alcantarilla : H = 0.50 m = 1.64 piesAncho o luz de alcantarilla, B = 0.90 m = 2.95 pies
Seleccionaremos los aleros de entrada en la transicin de 45, entonces de la Figura indicada, se tiene: H = 1.64Q / B = 0.44 m2/s = 4.74 p2/s
y / B = 0.48 de donde :
y = 1.41 pies
y = 0.43 m comprobando:Comprobando carga de agua (y) al ingreso:
Tirante de agua al ingreso : y = 1.5 * yc y = 0.41 m O.K !
e). Comprobacin del Caudal de Diseo
Caudal (m3/s) : B * ( g )1/2 * ( y / 1.5 )3/2 Q = 0.40 ~ 0.40 m3/s
f). Fijacin de la Alcantarilla
Por clculos, la carga de agua en la entrada de la alcantarilla es mayor que el tirante de aproximacin del cauce, por lo que la estructura ir por debajo del nivel del fondo del cauce para evitar desbordes por remanso, por consiguiente el nivel del fondo de la alcantarilla estar a: dy = y - y1 = -0.02 m, por debajo del cauce natural existente
g). Tirante Normal Super-Crtico en la Alcantarilla
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA Este tirante se puede alcanzar en una longitud relativamente corta, es decir, puede ocurrir dentro de la alcantarilla Por Manning Q * n / (s1)1/2 = ( A5 / P2 )1/3
Pg. 3 donde : A = yn * B
P = B + 2 * yn
Reemplazando valores y asumiendo yn, y realizando el clculo por tanteos, se tiene :
Asimiendo : yn = 0.37
0.1143 = 0.115
yn = 0.37
h). Velocidad de Salida del agua de la Alcantarilla, (Vn)
Velocidad (m/s) : Q / (yn * B) Vn = 1.2
Esta velocidad es muy alta por lo que es necesario un disipador de energa; sin embargo considerando que la alcantarillapodra drenar aguas pluviales, permaneciendo seca la mayor parte del tiempo, se opta por una proteccin con enrocado, quede acuerdo al cuadro adjunto y conociendo el caudal, se determina que:
Longitud de Enrocado a la salida de la alcantarilla (m) es: L = 1.00
i). Trasicin de Entrada y de Salida (Lte y Lts)
Lte (m) : [(B1 + 2 * z1 * h) - B] / [2 * tan(12.5)] Lte = 1.58Asumimos : Lte = 1.60
Lts (m) : [(B3 + 2 * z3 * h) - B] / [2 * tan(12.5)] Lts = 1.58Asumimos : Lts = 1.60
j). Caractersticas de la carretera
- Ancho de la carretera (m) Bo = 5.00- Talud de la cobertura zo = 1.50- Cota del centro de la carretera (msnm) c. F = 96.33
k). Caractersticas de la Alcantarilla
- Cota en A (msnm): inicio de transicin de entrada c.A = 95.10- Pendiente de alcantarilla mnima, (m/m) s1 = 0.0024- Altura interna de alcantarilla (m) H = 0.50- Ancho interno de alcantarilla, (m) B = 0.90- Rugosidad n = 0.014- Area hidrulica de alcantarilla, (m2) : yc * B A = 0.24- Radio hidrulico R (m) : A / P R = 0.17- Velocidad en la alcantarilla (m/s) : Q / A Vn = 1.20- Carga de velocidad, (m) : (v2)2 / 19.62 hvn = 0.07- Espesor de muros, (m) : H / 12 d1 = 0.04 ~ 0.10 m- espesor de losa superior e inferior, (m) : H / 12 d2 = 0.04 ~ 0.10 m- Espesor de sardinel, (m) : H / 12 es = 0.04 ~ 0.10 m- Altura de sardinel, (m) : hs = 0.20
Cota en B (c. B)
c. B (msnm) : c. A - dy c. B = 95.120
Longitud de Alcantarilla (L)
L (m) : 2 * es + 2 * zo * (c. F - c. B - H - d2) + Bo L = 7.03
Cota en C (c. C)
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERAc. C (msnm) : c. B - s1 * L c. C = 95.103
Altura de relleno (m), hr = (c. F - c. B - H - d2) hr = 0.61Asumiendo : hr = 0.35
Pg. 4Diseo Estructural de la Transicin
95.920 B = 0.90
hp = 0.8095.120
Lt = 1.600.60 = h1
1 95.1001.00
B1 = 0.40
Para facilitar el clculo estructural lo haremos para el caso ms desfavorable, es decir : cuando la seccin est sin aguay el empuje lateral del relleno es hacia los muros verticales. Cabe mencionar que el rea de la armadura ser igual parael talud inclinado como el vertical; as mismo, el clculo de la losa del piso se har para la seccin de mayor ancho
Sobrecarga w = 330 Kg/m2
Ps1hp P2
Ps2 hp/2
hp/3
d2 B A
P1 B / 2 d1
Datos
Peso especfico del suelo - relleno (Kg/m3) ds = 2100Peso especfico del concreto (Kg/m3) C = 2400Peso especfico del agua (Kg/m3) da = 1000Altura de muro vertical de transicin (m) hp = 0.80Espesor de muro vertical y/o talud inclinado (m) dm = 0.10Espesor de piso o losa de transicin (m) dl = 0.10Ancho de llegada de transicin = Ancho de alcantarilla (m) B = 0.90Angulo de Friccin interna del relleno grava-arena () f = 45Sobrecarga por trfico (Kg/m2) w = 330Capacidad Portante del suelo (Kg/cm2) Cc = 1.00 (SUELO MEJORADO)Ancho de cimentacin (m) : B + 2 * d1 Ac = 1.10Presin Activa : tan2 [45 - (f) / 2] Yn = 0.17
Presin Activa del Suelo
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA
Ps1 (Kg/m) Yn * w * hp Ps1 = 45Ps2 (Kg/m) (1 / 2) * Yn * ds * (hp)2 Ps2 = 114
Pg. 5Momentos
MA (Kg-m/m) = - ((hp / 2) * Ps1 + (hp / 3) * Ps2)MA = -48
MB (Kg-m/m) = - MA MB = -48
Peso de la Estructura
P1 (Kg/m) (B / 2 + dm) * dl * C P1 = 132P2 (Kg/m) hp * dm * C P2 = 192Pa (Kg/m) hp * B * da Pa = 720
Presin de la Estructura sobre el suelo : (Ct)
Ct (Kg/cm2) : [2 * (P1 + P2) + Pa] / [ Ac * 10000]
Ct = 0.12Factor de Seguridad : ( FS > = 2)
FS : Cc / Ct FS = 8.33 > 2 O.K. !
DatosResistencia del concreto (Kg/cm2) f 'c = 210Afluencia del acero (Kg/cm2) fy = 4200Metro lineal de losa y/o muro, (m) b = 1Mdulo de elasticidad del acero (Kg/m2) Es = 2100000Mdulo de elasticidad del concreto (Kg/m2), Ec = 230067 = (pc/1000)1.5 * 4270 * (f 'c)1/2
Esfuerzo del concreto (Kg/cm2) : 0.45 * f 'c Fc = 94.5Esfuerzo del acero (Kg/cm2) : 0.50 * f y Fs = 2100r : Fs / Fc r = 22.22n : Es / Ec n = 9k : n / (n + r) k = 0.288j : 1 - k / 3 j = 0.904K : 0.5 * j * Fc * k K = 12.3
El espesor de los muros y la losa, tendrn el espesor mnimo : 0.10 m, el cual ser comprobado y como refuerzouna sola malla ubicada a 0.05 m de la cara en contacto con el agua
Muros
Determinacin del peralte til del muro (dum)
dum (cm) : [ 2 * MA / ( Fc * k * j * b)] 1/2 dum = 2
Asumiendo dum = 15 cm, para 10 cm que es el espesor, nos da un recubrimiento que excedea los 3 cm mnimos solicitados
Diseo por Carga de Servicio
La estructura se disear por el mtodo de carga de servicio por estar sta en contacto con el agua
Area de Acero Vertical por metro de ancho de Muro
El rea de acero por metro de ancho de muro para diseo por carga de servicio sera:
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERAAsm (cm2) : MA / ( Fs * j * b) Asm = 0.03Acero vertical 0.03 1/4" @ 0.30 m
Acero Minimo Inclinado y Vertical
asmmn (cm2) : 0.0015 * b * dum asmmn = 2.25
Se tomar el mayor valor de acero inclinado y vertical 2.25 3/8" @ 0.30 m
Pg. 6Acero de Temperatura Horizontal
Atm (cm2) = 0.0025 * b * d1 Atm = 2.50
Acero horizontal al sentido del flujo : 2.50 1/2" @ 0.25 m
Piso o Losa
Determinacin del peralte til de losa (dul)
dul (cm) : [ 2 * MB / ( Fc * k * j * b)] 1/2 dul = 2
Asumiendo dul = 15 cm, para 10 cm que es el espesor, nos da un recubrimiento que excedea los 3 cm mnimos solicitados
Area de Acero Perpendicular al sentido de flujo por metro de ancho de Losa
El rea de acero por metro de ancho de losa para diseo por carga de servicio sera:
Asl (cm2) : MB / ( Fs * j * b) Asl = 0.03
Acero perpendicular al sentido del flujo 0.03 1/4" @ 0.30 m
Acero Minimo
aslmn (cm2) : 0.0017 * b * dul aslmn = 2.55
Se tomar el mayor valor de acero perpendicular al sentido del flujo 2.55 3/8" @ 0.28 m
Acero de Temperatura, Paralelo al sentido de flujo
Atl (cm2) : 0.0018 * b * d2 Atl = 1.80
Acero paralelo al sentido del flujo : 1.80 3/8" @ 0.25 m 0.705556
0.10
3/8" @ 0.28 m
0.80
3/8" @ 0.25 m 1/2" @ 0.25 m
0.10
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERAB1/2
MEDIA SECCION TRANSVERSAL DE TRANSICIN
Pg. 7Diseo Estructural del Cajn de la Alcantarilla
Caractersticas del suelo y geometra del cajn
- Tipo de suelo : Grava-Arena- Cobertura o Relleno sobre la alcantarilla (m) : hr = 0.35- Peso especfico del relleno (Kg/m3) ds = 2100- Peso especfico del agua (Kg/m3) da = 1000- Altura de alcantarilla (m) H = 0.50- Ancho de alcantarilla (m) B = 0.90- Ancho Medio de alcantarilla (m) : B / 2 bo = 0.45- Espesor de muro vertical (m), d1 = bo / 6 d1 = 0.20 0.08- Espesor de losa superior e inferior (m), d2 = bo / 6 d2 = 0.20 0.08- Ancho por metro lineal de alcantarilla (m) b = 1.00- Angulo de Friccin interna del relleno () f = 45- Capacidad Portante del suelo (Kg/cm2) Cc = 1.00Presin Activa : tan2 (45 - (f) / 2) Yn = 0.17
Caractersticas del concreto y rea de acero de refuerzo
- Carga Viva del trfico H -20- Cemento tipo I- Peso especfico del concreto (Kg/m3) C = 2400- Resistencia del concreto (Kg/m3) f 'c = 210- Fluencia del acero (Kg/cm2) f y = 4200- Mdulo de elasticidad del acero (Kg/m2) Es = 2100000- Mdulo de elasticidad del concreto (Kg/m2), Ec = 230067 = (pc/1000)1.5 * 4270 * (f 'c)1/2
- Esfuerzo en el concreto (Kg/m3) Fc = 94.5- Esfuerzo en el acero (Kg/cm2) Fs = 2100r : Fs / Fc r = 22.22n : Es / Ec n = 9k : n / (n + r) k = 0.288j : 1 - k / 3 j = 0.904K : 0.5 * j * Fc * k K = 12.3- Recubrimiento de muros, losa sup. y cara sup. Losa inf. (m) r1 = 0.04- Recubrimiento de cara inf. Losa inf. (expuesta al suelo) r2 = 0.075
Carga del Relleno SISTEMA DE CARGAS Nivel de afirmado
htCarga Uniformemente Distribuida
Hr v = Hr*ds hr
B d2
H1
H
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA
d2 D
Ps1 Ps3Hr * ds = v Ps2
B / 2 = bo d1
Pg. 8- Cobertura (relleno) sobre la alcantarilla (m) hr = 0.35- Cobertura efectiva equivalente por trfico (m) ht = 4.60 (ver tabla adjunta, sobrecargas vehiculares)- Cobertura total sobre la alcantarilla (m): hr + ht Hr = 4.95- Altura total de alcantarilla (m): H + 2 * d2 + Hr H1 = 5.85
a). Carga de relleno sobre la losa superior de la alcantarilla (V)
v (Kg/m2) : Hr * ds v = 10395
Este peso del relleno se convierte en una presin lateral sobre las paredes de la alcantarilla, la cual se divide en doscomponentes :
b). Presin Lateral del relleno sobre la altura de la alcantarilla (Ps2)
Ps2 (Kg/m2) : Yn * H1 * ds Ps2 = 2088
b.1). Presin Lateral de relleno por carga horizontal uniformemente repartida (Ps1)
Ps1 (Kg/m2) : Yn * v h = Ps1 = 1767
b.2). Presin Lateral de relleno por carga horizontal triangular (Ps3)
Ps3 (Kg/m2) : Ps2 - Ps1 q = Ps3 = 321
c). Peso Propio de la Alcantarilla
bo
a b
para : d1 = bo / 6
a = 0.167 * C * bo = 180b = 1.071 * C * bo = 1157
c). Aplicando los Coeficientes de los cuadros A.2 , A.3 , A.4 y A.5 , para d1 = bo / 6
bo / 2 bo/2
1 2 3 4
bo/2 d1
bo 5
bo/2
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA 6
bo 7
8 d1 11 10 9
Pg. 9
A.2 A.5 A.4 A.3Por Carga Vertical Por Carga Horizontal Por Carga Horizontal Por Peso PropioUniformemente Repartida Triangular Uniformemente Repartida bo = B / 2
v = 10395 q = 321 h = 1767 C = 2400Momento Cortante Momento Cortante Momento Cortante Momento CortanteM / v * bo2 S / v * bo M / q * bo2 S / q * bo M / h * bo2 S / h * bo M / C * bo3 S / C * bo2
(Kg-m) (Kg) (Kg-m) (Kg) (Kg-m) (Kg) (Kg-m) (Kg)( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) ( f ) ( g ) ( h )
1 821 0 -6 0 -69 0 16 02 558 2339 -6 0 -69 0 11 403 -232 4678 -6 0 -69 0 -2 814 -408 0 -4 -51 -40 -795 -6 95 -408 0 7 -39 94 -398 -8 96 -408 0 12 -10 139 0 -10 97 -408 0 10 34 94 398 -12 98 -408 0 -4 93 -40 795 -14 99 -232 -4678 -7 0 -69 0 -7 -18910 558 -2339 -7 0 -69 0 -17 -4711 821 0 -7 0 -69 0 21 0
d). Esfuerzos Totales
MOMENTO FLECTOR ESFUERZO CORTANTE( Kg - m ) ( Kg )(a) + (c) + (e) + (g) (b) + (d) + (f) + (h)
1 762 02 494 23793 -309 47594 -458 -8375 -315 -4286 -267 -17 -316 4418 -466 8979 -315 -486710 465 -238611 766 0
Losa SuperiorMOMENTO MAXIMO CORTANTE MAXIMO
Momentos M = 762LOSAS LOSAS
Cortante Ss = 4759766 4867
Losa InferiorMUROS MUROS
Momentos M = 766
PU
NTO
PU
NTO
S
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA466 897
Cortante Si = 4867
Muros
Momentos M = 466
Cortante S = 897
e) Ubicacin del Momento medido verticalmente a partir del punto D
YD (m) : [1 - (1 / 31/2 )] * (H + d2) YD = 0.30
Pg. 10Diagrama de Momentos Flectores ( Kg - m )
- M = -309 -309 = - M A B
G+ M = 762
-267 = - M E F - M = -267
+ M = 766 YD = 0.30H
C D - M = -315 -315 = - M
Diagrama de Esfuerzos Cortantes ( Kg )S = 0 4759 = Ss
-837 = - S
-1 = - S
897 = + S
S = 0 -4867 = - Si
Acero de Refuerzo en Losas y Muros
Losa Superior
Despus de analizar el Caso Crtico son los momentos en las esquinas que asciende a :
Esquina : MB,A = -309
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA
Centro : MG,H = 762
Determinacin del peralte til de losa (dul)
dul (cm) : [ 2 * MG,H / ( Fc * k * j * b)]1/2 dul = 7.87
Asumiendo dul = 21.00 cm, para 20.00 cm que es el espesor, nos da un recubrimiento que excedea los 4 cm mnimos solicitados
a) Cara Superior :
a1) Acero de refuerzo perpendicular al eje de la estructura
As1 (cm2) : MG,H / [fs * j * (d2 - r1)] As1 = 2.51 1/2" @0.25 m
Pg. 11Asmin. (cm2) : 0.0017 * b * dul Asmn. = 3.57 1/2" @0.25 m
a2) Acero de refuerzo paralelo al eje de la estructura, de temperatura
Ast1 (cm2) : 0.0018 * b * d2 Ast1 = 3.60 1/2" @0.25 m
b) Cara Inferior :
b1) Acero de refuerzo perpendicular al eje de la estructura
As1 (cm2) : MG,H / (Fs * j * (d2 - r1) As1 = 2.51 1/2" @0.25 m
Asmin. (cm2) : 0.0017 * b * dul Asmn.= 3.57 1/2" @0.25 m
b3) Acero de refuerzo paralelo al eje de la estructura, de temperatura
Ast1 (cm2) : 0.0018 * b * d2 Ast1 = 3.60 1/2" @0.25 m
Losa Inferior
Despus de analizar el Caso Crtico son los momentos en las esquinas que asciende a :
Esquinas : MD,C = -315
Centro : MH,G = 766
Determinacin del peralte til de losa (dul)
dul (cm) : [ 2 * MH,G / ( Fc * k * j * b)]1/2 dul = 7.89
Asumiendo dul = 21.00 cm, para 20.00 cm que es el espesor, nos da un recubrimiento que excede a los 4 cm
a) Cara Superior :
a1) Acero de refuerzo perpendicular al eje de la estructura
As1 (cm2) : MH,G / (Fs * j * (d2 - r1) As1 = 2.52 1/2" @0.25 m
Asmin. (cm2) : 0.0017 * b * dul Asmn. = 3.57 1/2" @0.25 m
a2) Acero de refuerzo paralelo al eje de la estructura, de temperatura
Ast1 (cm2) : 0.0018 * b * d2 Ast1 = 3.60 1/2" @0.25 m
b) Cara Inferior :
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERA
b1) Acero de refuerzo perpendicular al eje de la estructura
As1 (cm2) : MH,G / (Fs * j * (d2 - r1) As1 = 2.52 1/2" @0.25 m
Asmin. (cm2) : 0.0017 * b * dul Asmn. = 3.57 1/2" @0.25 m
b2) Acero de refuerzo paralelo al eje de la estructura, de temperatura
Ast1 (cm2) : 0.0018 * b * d2 Ast1 = 3.60 1/2" @0.25 m
Refuerzo en los "Ochavos"
Generalmente se acostumbra a disear este tipo de estructuras con "ochavos"en las esquinas, variando los lados (catetos)de 10 x 10 cm a 20 x 20 cm. Nosotros para nuestro caso, proyectaremos "ochavos de 15 x 15 cm y calcularemos losesfuerzos cortantes en las secciones de los "ochavos", con lo que podremos observar el efecto que se produce en ladsminucin del refuerzo, ajustando finalmente la distribucin del acero a este clculo. Como en los muros verticales losesfuerzos cortantes son relativamente bajos, no haremos el clculo del cortante en las secciones de los "ochavos".
Pg. 12LOSA SUPERIOR
1.10 Ss
B + d1 = 1.10 Ss1 0.550.15 Ss2
a = 0.55 Vlsb = 0.45c = 0.30
LOSA INFERIORLosa Superior 1.10
SiSs1 (Kg) : Ss * b / a Ss1 = 3894 Ssi1 0.55
Ssi2Ss2 (Kg) : Ss * c / a Ss2 = 2596
Losa Inferior
Ssi1 (Kg) : Si * b / a Ssi1 = 3982 a = 0.55 Vlib = 0.45
Ssi2 (Kg) : Si * c / a Ssi2 = 2655 c = 0.30
Con los valores obtenidos para los cortantes en los extremos de los "ochavos", calcularemos nuevamente las sumasnecesaria de los permetros, por requerimiento de adherencia.
Losa Superior Long.Varilla N Varillas Area(cm) (Sls / / ) (cm2)
Sls (cm) : 0.111 * Ss2 / d2 Sls = 14 N = 3 17.81 5/8" 0.11 m
Losa Inferior
Sli (cm) : 0.111 * Ssi2 / d2 Sli = 15 N = 3 17.81 5/8" 0.11 m
ALCANTARILLA DE CAJON DE CONCRETO ARMADO : CAUCE CRUZA UNA CARRETERAVerificacin por Adherencia
Losa Superior
ls (Kg/cm2) : Ss2 / (Sls * j * d2) ls = 10.26
Losa Inferior 10.26 ~ 9.79 O. K. !
li (Kg/cm2) : Ssi2 / (Sli * j * d2) li = 9.79
Muros
Despus de analizar el Caso Crtico son los momentos en las esquinas que asciende a :
Muro : M1 = 315
Determinacin del peralte til del muro (dum)
dum (cm) : [ 2 * M1 / ( Fc * k * j * b)] 1/2 dum = 5.06
Asumiendo dum = 21.00 cm, para 20.00 cm que es el espesor, nos da un recubrimiento que excede a los 4 cm
Pg. 13a1) Acero de refuerzo Vertical en ambas caras
Asm1 (cm2) : M1 / (Fs * j * (d1 - r1) Asm1 = 1.04 1/2" 0.25 m
a2) Acero de refuerzo Vertical Mnimo en ambas caras
Asmm (cm2) : 0.0015 * b * dum Asmm = 3.15 1/2" 0.25 m
a3) Acero de refuerzo Horizontal en ambas caras
Atm (cm2) : 0.0025 * b * d1 Atm = 5.00 1/2" 0.25 m
Distribucin del Acero de Refuerzo 1/2" @0.25 m 1/2" @0.25 m
5/8" 0.11 m 5/8" 0.11 m
1/2" @0.25 m 1/2" @0.25 m
1/2" 0.25 m 1/2" 0.25 m 1/2" 0.25 m
1/2" 0.25 m
1/2" 0.25 m 1/2" 0.25 m
1/2" 0.25 m 1/2" 0.25 m
1/2" @0.25 m 1/2" @0.25 m
5/8" 0.11 m 5/8" 0.11 m
1/2" @0.25 m 1/2" @0.25 m