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PROYECTO
PLANTA DE TRATAMIENTO DE LA PARROQUIA EL TAMBO DEL CANTN
CATAMAYO.
MEMORIA DE CLCULORESPONSABLE TECNICO:
ING. STALIN ANCHUNDIACONSULTORLOJA - ECUADOR
MARZO 2011CAPITULO 1PRELIMINARES1.1. LOCALIZACIN DEL
PROYECTO.
UBICACIN:
Provincia de Loja, Cantn CatamayoDIRECCIN:
Parroquia El tambo Cantn Catamayo.PROYECTO:
Evaluacin del alcantarillado sanitario, planificacin de reas de
expansin, estudio del emisario y diseo de planta de tratamiento de
la parroquia el Tambo del cantn Catamayo.
1.2. DESCRIPCIN GENERAL.
Este proyecto est formado por una estructura proyectada para la
construccin de la planta de tratamiento que corresponde a una fosa
sptica + Humedales Artificiales. Esta planta est destinada al
tratamiento de aguas servidas de la parroquia el Tambo. El rea
total de construccin de la fosa sptica es de 50.09m2 construida en
H armado. 1.3. USO Y OCUPACIN.
La estructura del proyecto ser usada para un sistema de
saneamiento.1.4. DESCRIPCIN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL.
El sistema estructural fue diseado para los efectos mximos
causado por la carga mayorada que se manifiestan en las diferentes
secciones de los elementos que forman parte del sistema
estructural. El objetivo del anlisis estructural es la determinacin
de la distribucin de los esfuerzos internos, as como el de
determinar los desplazamientos de la estructura.
Estructura:
Vigas: HA, de 15x20 para los sostener losa de cubierta.
Paredes: HA, de 15cm de espesor de acuerdo a plano
Pisos: De hormign Armado con varilla de 10mm de acuerdo a
planoCubierta:
Loseta de Hormign e=10cm1.4.1. Cimentacin.
Est formada por losa de cimentacin cuyo diseo se lo realizo
utilizando elementos finitos, sobre un medio elstico.
Para realizar la cimentacin, de acuerdo al estudio de suelos
disponemos de un estrato de materiales gravosos (aluviales), sin
embargo durante la construccin se deber de constatar la presencia
de este estrato. En caso de no ser as se realiza una reposicin de
suelo con material granular compactado en una profundidad de 0.20
metros bajo el nivel de cimentacin para uniformizar el estrato.
1.4.2. Pisos
El Piso de la fosa estn formados por losa de cimentacin con
varillas de 10mm @ 20cm .
1.4.3. Paredes.
Las Paredes de la estructura son proyectadas en forma
rectangular de 15 cm. De espesor de acuerdo a las dimensiones
sealadas en los planos, etas son de Hormign armado y se han
mantenido con la misma seccin en toda la fosa con la finalidad de
disminuir los desplazamientos laterales.1.4.4. Vigas.
Las vigas de la edificacin han sido diseadas de tal forma de
satisfacer los requisitos mnimos de servicio y resistencia, as como
tambin para colaborar en la estabilidad estructural.
APITULO 2.
2. PROCEDIMIENTO DE DISEO
2.1. PROPIEDADES UTILIZADAS PARA EL ANLISIS ESTRUCTURAL.
Entre las mltiples propiedades y aspectos principales necesarias
para realizar el diseo estructural de la vivienda son:
Las paredes son de hormign Armado. Acabado de piso con alisado.
Las losa es maciza e=10cm El mdulo de elasticidad del concreto se
toma como ; en Mpa. ( Kgf/cm2). (ACI 318 lit 8.5.1), El mdulo de
elasticidad del acero de refuerzo se toma como Es = 200 000 Mpa.
(ACI 318 lit. 8.5.3.) (Q_adm =2.00 Kg/cm2) El mdulo de balasto para
el diseo de la cimentacin se lo fijo en 4.00 Kg/cm3. (Segn - Autor
Nelson Morrison).
Para realizar el diseo estructural una vez definido se procedi
en el siguiente orden:
2.2. HIPTESIS DE DISEO.
En el anlisis estructural de este proyecto se han considerado
las siguientes hiptesis:
Estados Lmites de resistencia y de servicio. Filosofa de Diseo
del Cdigo Ecuatoriano de la Construccin (CEC 2000)
Estructura:Resiste las fuerzas de clculo
Estructura: Debe comportarse adecuadamente en el rango
inelstico. Zonificacin ssmica: El tambo est ubicado en una zona 2,
que le corresponde una aceleracin mxima efectiva en roca de
0.25.
Programa de clculo etabs, safe, cype, otros.2.3. CARGAS
UTILIZADAS.
Para el anlisis estructural y para el diseo de la estructura se
consideraron las siguientes condiciones de carga.
Carga Muerta.
Carga Viva.
Carga de sismo.
Para el clculo de las fuerzas ssmicas se adopt el mtodo esttico
equivalente CEC 2000, habindose determinado los parmetros
necesarios para el clculo del coeficiente ssmico para calcular la
fuerza cortante basal. 2.4. EVALUACIN DE CARGAS
GRAVITACIONALES.2.4.1. Carga Muerta.
La carga muerta que se tiene en cuenta en este caso est
constituida por el peso propio de elementos estructurales y no
estructurales, habiendo considerado el peso especfico del hormign
armado en 2400 kgf / m3, el peso especfico del hormign sin armadura
en 2200 kgf / m3, el peso especfico del mortero en 2000 kgf /
m3.
Con los datos arriba mocionados se obtuvieron los siguientes
valores para el piso.
Peso de losa de cimentacin e =15cm360 Kg/m2
Peso de paredes sobre losa (promedio)250 Kg/m2
Total610 Kg/m2
El peso propio de las vigas, es considerado por el programa de
anlisis.
2.4.2. Cargas Vivas.Para el presente proyecto se consideraron la
carga viva de los desechos slidos y aguas residualesCV (Solidos) =
50 Kg/m2
2.5. PREDIMENSIONAMIENTO.
El pre dimensionamiento se lo ha hecho tomando en consideracin
la normativa ACI318-2005, CEC, de tal forma que se facilite la
construccin.
2.5.1. Loseta.
Para el diseo del espesor de la losa se utilizo el numeral
9.5.3.3 del ACI 318-20052.5.2. Vigas
Las vigas y paredes conforman un solo elemento y estos son
sometidos principalmente a esfuerzos de flexin, corte y torsin.
Existes factores importantes que afectan el comportamiento de la
estructura y por tanto las condiciones de servicio, uno de estos
factores son las deflexiones. La utilizacin de materiales de alta
resistencia ha permitido disminuir la seccin de los elementos lo
cual con lleva al incremento de las deflexiones. La siguiente tabla
nos da una gua de los espesores mnimos para los cuales no es
necesario calcular la deflexin.
Se debe tener presente que las deformaciones excesivas pueden
causar los siguientes daos:
Deterioros del acabado Mala apariencia.
Filtracin de agua Inestabilidad estructural.
Vibraciones excesivas.
CAPITULO 33. BASES PARA EL DISEO
En este captulo se presenta las bases de diseo que se han
utilizado para el diseo de los diferentes elementos en hormign
armado
3.1. CDIGOS Y NORMAS DE DISEO
Para el diseo de los elementos estructurales se observaron las
disposiciones contenidas en los siguientes cdigos y reglamentos:
REGLAMENTO PARA LAS CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ESTRUCTURAL ACI
318R-2005. CDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIN (CEC 2001)
3.2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES UTILIZADOS EN EL DISEO.
Hormigones para replantillos de 140 kgf/cm2.
En la cimentacin, paredes se emplear hormign de 210 kgf/cm2.
La armadura de refuerzo utilizada en los diseos corresponde a un
acero corrugado con esfuerzo de fluencia a la traccin fy=4.200
Kg/cm2. El esfuerzo de rotura a traccin del acero, dividido para el
esfuerzo de fluencia debe ser por lo menos 1.25 (ductilidad del
acero)
3.3. MTODO DE DISEO UTILIZADO
En el diseo del concreto reforzado, los elementos se
proporcionaron utilizando factores de carga y factores de reduccin
de resistencia.Factores de carga. En el diseo de los elementos
estructurales se utilizaron las siguientes combinaciones de carga:
(ACI 9.2.1) 1.4 DL
1.2 DL + 1.6 LL
0.9 DL 1.0 WL
1.2 DL + 1.0 LL 1.0 WL)En donde:
DL: Carga muerta
LL: Carga Viva
WL: Carga por sismo.
Factores de reduccin de resistencia. En el diseo de los
elementos estructurales se utilizaron las siguientes factores de
reduccin de resistencia: (= 0.90 Para flexion , (ACI 9.3.2.1)
= 0.90 Para tension axial, (ACI 9.3.2.1)
= 0.90 para tensin axial y flexin, (ACI 9.3.2.2)
= 0.70 para compresin axial , y para la combinacin de compresin
axial y flexin (columnas con refuerzo en espiral y ), (ACI
9.3.2.2)
= 0.65 para compresin axial , y combinacin de compresin axial y
flexin (ACI 9.3.2.2)
= 0.75 Para cortante y torsion. (ACI 9.3.2.3)
Para la obtencin de las solicitaciones determinantes en el
dimensionado de los elementos de vigas, viguetas, losas, nervios;
se obtendrn los diagramas envolventes para cada esfuerzo. Para el
dimensionado de los soportes se comprueban para todas las
combinaciones definidas.
3.4. DISEO DE PAREDES
El procedimiento de diseo para determinar el rea de refuerzo
para columnas sigue los siguientes pasos:
Generar superficies de interaccin entre la carga axial y el
momento biaxial para cada seccin definida. Calcular la relacin de
capacidad para el rea de refuerzo requerida, debido a la fuerza
axial y la flexin biaxial (o un axial) obtenida de cada combinacin
de carga en cada estacin de la columna. La relacin de capacidad
designada se toma como uno al calcular el rea de refuerzo
requerida.
Las siguientes tres secciones describen detalladamente los
algoritmos asociados con los pasos anteriores.3.5. DISEO DE
LOSETA
Las losas son elementos estructurales bidimensionales, en los
que la tercera dimensin es pequea comparada con las otras dos
dimensiones bsicas. Las cargas que actan sobre las losas son
esencialmente perpendiculares al plano principal de las mismas, por
lo que su comportamiento est dominado por la flexin.
ARMADURA MNIMA:
En losas de espesor constante (losas macizas), cuando se utilice
acero de refuerzo con esfuerzo de fluencia Fy = 2800 Kg/cm2 o Fy
=3500 Kg/cm2, la cuanta de armado mnimo para resistir la retraccin
de fraguado y los cambios de temperatura r mn ser de 0.0020, en dos
direcciones ortogonales. Esta armadura no debe colocarse con
separaciones superiores a 5 veces el espesor de la losa ni 45
cm.
En losas de espesor constante, cuando se utilice acero de
refuerzo con Fy = 4200 Kg/cm2, la cuanta mnima para resistir
cambios temperatura y retraccin de fraguado r mn ser de 0.0018, y
los espaciamientos sern similares al punto anterior.
Con el objeto de asegurar una ductilidad mnima, no se podr
proporcionar ms armadura a una losa que el 75% de la cuanta
balanceada cuando no resiste sismo, y que el 50% de la cuanta
balanceada cuando resiste sismo.
La cuanta balanceada est definida por:
Donde:
(b: cuanta balanceada
fc: resistencia caracterstica a la rotura del hormign
Fy: esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo
Es: mdulo de elasticidad del acero
RECUBRIMIENTO MNIMO:
El acero de refuerzo en losas fundidas in situ debe tener un
recubrimiento mnimo de 2.5 cm.
El acero de refuerzo en losas prefabricadas debe tener un
recubrimiento mnimo de 1.5 cm.CAPITULO 4
4. ESPECIFICACIONES TCNICAS
4.1. RESUMEN DE ESPECIFICACIONES.
4.1.1. Especificaciones para el acero de refuerzo Acero
corrugado laminado en caliente, esfuerzo de fluencia
fy=4200 Kg/cm2
Deformacin mnima a la rotura 18%
Dimetros utilizados en milmetros: 8,10 Recubrimientos libres
mnimos:Losas: 3.00 cm.Paredes: 2.50 cm.Cimentaciones y superficies
en posible contacto con el agua: 7.0 cm. Espaciamientos mnimos de
varillas:Vigas: 2.5 cm.Columnas: 4.0cmLos estribos de columnas
deben continuar a travs del nudo
4.1.2. Especificaciones para el hormign.
Resistencia en cilindros estndar de 6 de dimetro y 12 de altura
a los 28 das:
fc=210 Kg/cm2, elementos armados
fc=200 Kg/cm2, hormign en masa
fc=140 Kg/cm2, replantillos
Frecuencia de pruebas de resistencia del hormign:
Lo que se indique en las especificaciones
Tamao mximo del agregado no mayor a:
1/5 de la separacin de los lados del encofrado
1/3 de la altura de la losa
3/4 de la separacin mnima de varillasEl tamao de las piedras
deber ser tal que en ningn caso supere el 25% de la menor dimensin
de la estructura a construirse. El volumen de piedras incorporadas
no exceder del 50% del volumen de la obra o elemento que se est
construyendo con esta material.PAGE 13
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