4.- Diseño Estructural - Caseta de Bombeo

MEMORIA DE CÁLCULO "Generación y Transferencia de Tecnologías agrarias en los cultivos de Maiz Duro y Caupi, para el Incremento del uso de Semillas de Alta Calidad en las Regiones de Lambayeque, Piura y la Libertad"

Proyectista : Norberth Bustamante Mondragon Diseño : [email protected]. [email protected].

CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO PLANTA DE DISEÑO

A

B

C

3.85

3.85 8.00 8.00

.50

.30

.30

1.55

2.00

. 30

.50

Vereda de Circulación NPT: + 0.10 Piso Cemento Cemento Frotachado

0 2 . 1

1

3.55

0 2 . 1

0 3 .

0 3 .

P1

1

V1 0 8 .

5 2 . 1

V2 0 0 0 7 0 4 . . . 4 5 4

P2

1.60

0 0 0 4 0 7 . . . 4 5 4

0 6 .

5 0 . 1

0 8 .

V1

2

0 3 .

0 3 .

0 5 .

0 5 .

.50

.30

5.40

2.00

. 30

2

. 50

8.00 8.00 3.85

A

3.85

B

C

C

B 3.85

A 3.85

.20

0 3 .

0 0 . 3

3

ELEVACION PRINCIPAL ESC : 1/50

Planta de Diseño, pág. 1


Proyectista : Norberth Bustamante Mondragon Diseño : [email protected]. [email protected].

CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DATOS GENERALES

DATOS GENERALES a).a).- Estr Estruc uctu tura ra de de dise diseño ño:: Estructura

:

Numero de Pisos

:

1

Eje paralelos a X

:

Ejes 1, 2

Eje paralelos a Y

:

Eje A, B, C

Altura de edificio

:

3.30

Dimension Lado Menor

:

Dimension Lado Mayor

:

5.00 8.00

Relación: Lado Mayor/Lado Menor

:

1.60

Forma geométrica de la planta

:

Regular

CASETA DE BOMBEO

m, Maxima Altura

No Colocar Junta de Construccion

Categoria de la Edificacion : C Categoria C - Edific ficaciones Comunes, Cuya fall falla a ocasion ionaría pérdidas de cua cuantía inte interm rmed edia ia como como vivi vivien enda das, s, ofic oficin inas as,, hote hotele les, s, rest restau aura rant ntes es,, depó depósi sito toss e inst instal alac acio ione ness industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. 1.00 Factor de Uso : b).).- Concr oncret eto o:

g c f`c

= =

2,400

kg/m3

Peso especifico del concreto

210 kg/cm2 Resistencia del concreto a los 28 días

c).- Acero: fy

=

4,200 kg/cm2

d).d).- Ma Mamp mpos oste teri ria: a: f 'm 'm

=

45.00 kg/cm2 ;

E

=

22,500 kg/cm2

e).e).- Port Portic icos os:: De concreto Armado, capaces de soportar cargas de sismo y estaticas o Gravedad. f).).-

Carga argass Viv Vivas as:: Laboratorio

:

300.00 kg/m2

:

0.75 kg/m2

g).g).- Esfu Esfuer erzo zo del del Ter Terre reno no:: Capacidad Portante:

(Ver estudio de Suelos)

h).h).- Proyec Proyeccio cion n futura futura en la Estruc Estructur tura: a: No se Construira, ninguna estructura sobre la planteada.

Datos Generales, pág. 2


Proyectista : Norberth Bustamante Mondragon Diseño : [email protected].

CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO PARAMETROS DE DISEÑO

a. a.--

Para Parame metr tros os Sism Sismor ores esis iste tent ntes es Z U S Tp Rx Ry

b.-

= = = = = =

0.4 1.0 1.4 0.9 8 8

Zona 3 Usos Comunes Suelo Flexible Estructura Longitudinal Aporticada Estructura Transversal de Mamposteria

Cortante Basal V =

ZUSC R

ΣP

C = 2.5 (Tp / T) ; C = < 2.50 ; C/R => 0.10 T = hn = 3.50 = 0.100 Seg. Ct 35 C = 2.50 x

0.90 0.10 Condicion: C < 2.5

Verificamos:

ΣP

:

=

22.500 Seg.

; Entonces Asumimos:

C/R =

2.50 8

=

C=

2.50

0.3125 >

0.100

Ok

Sumatoria del peso total de la estructura, hallamos "V" en función de ΣP Vx =

0.175

ΣP

ΣP

=

Vy = 50,567.85

kg

0.175

ΣP

; Su Calculo se presenta mas adelante

Vx =

8,849.37

Kg

Vy =

8,849.37

Kg

Vx =

8.85

Tn

Vy =

8.85

Tn

Parametros de Diseño, pág. 3



CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO PREDIMENSIONAMIENTO

a.-

Planta de Distribución de columnas y vigas

A

B

3.85

C

3.85

1

1

3.55

0 7 . 4

3.55

0 4 . 4

0 7 . 4

2

2

3.85

3.85

A

b.-

B

Predimensionamiento de Losa h

c.-

C

Calculado:

h

Asumido:

h

Luz Mayor 25 = = 4.40 25 = 0.20 m

>

Predimensionamiento de Vigas Criterio: Vigas Principales : h = L/11 h = L/10 Vigas Secundarias: h = L/14

0.176

Donde: L= Luz Libre. h= Peralte Total de Viga.

c.1.- Vigas Principales : Eje 1 y 2 - NOMENCLATURA VP101 En la planta los Ejes Paralelos son: Eje : A y B = L 3.55 0.32 h= = 11 11 = L 3.55 0.36 h= = 10 10 Calculado: h = 0.36 m Asumimos h = 0.40 m

VP101 0 4 . 0 = h

b = 0.30 Predimensionamiento, pág. 4




Base de Viga:

b h/2 b 0.25 m (Mínimo) Calculado: b = 0.20 m Asumimos b = 0.30 m

c.2.- Vigas Secundarias : Eje A, B, C - NOMENCLATURA VS101 En la planta los Ejes Paralelos son: Eje : 1, 2, 3 = L 4.400 0.31 h= = 14 14 Calculado: h = 0.31 m Asumimos h = 0.40 m Base de Viga:

d.-

b h/2 b 0.25 m (Mínimo) Calculado: b = 0.20 m Asumimos b = 0.30 m

VS101

0 4 . 0 = h

b = 0.30

Predimensionamiento de Columnas Ac Donde: Ac : Pu : f'c : fy : Ø:

C:

ρ:

=

C.Pu Ø (0.85 f'c + ρfy)

área de la columna carga última 210kg/cm² Resistencia del Concreto 4200kg/cm² Resistencia a la Fluencia del acero Factor de Reducción de Esfuerzos Ø = 0.70 Columnas Estribadas Ø = 0.8 Columnas Zunchadas Factor a dimensional para predimensionamiento, según la ubicación de la columna C = 1.3 Columna interior CI C = 1.7 Columna exterior pisos altos CEPA C = 1.5 Columna exterior pisos bajos CEPB C = 2.0 Columna en esquinas CE Cuantía Mínima y Máxima 0.01 cuantía mínima 1% ρ = ρ = 0.04 cuantía mínima 4%

Predimensionamiento, pág. 5




d.1.- Metrado de Cargas para calcular las Dimensiones de Columnas A

B

3.85

C

3.85

1

1

0 0 . 3

2.575

0 7 . 4

3.85

2.575

0 7 . 4

0 0 . 3 2

2

3.85

3.85

A

B

C

Planta de Áreas Tributarias Según el área se puede Aplicar la condición mas desfavorable para las columnas con las terminología de: C = 1.3 Columna interior CI : No existen C = 1.5 Columna exterior pisos bajos CEPB : Ejes 1-B ó 2-B C = 2.0 Columna en esquinas CE : Ejes 1-A, 1-C, 2-A, 2-C

d.2.- Columna Exterior: Intersección de Ejes 1-B ó 2-B Piso: 1º e d a g o r a p i C T

Elemento

Peso aligerado Piso mas cielo raso Viga Eje X-X - VP101 CM Viga Eje Y-Y - VS102 Tabiquería Columna (C2) Recubrimiento de tec CV Sobrecarga

Peso Unidades Unitario 300.00 100.00 2400.00 2400.00 1800.00 2400.00 100.00 100.00

Kg/m² Kg/m² Kg/m³ Kg/m³ Kg/m³ Kg/m³ Kg/m² Kg/m²

Largo (m)

3.850 3.850 3.000 3.850 3.850 0.30 3.85 3.85

Ancho (m)

3.000 3.000 0.30 0.30 0.15 0.30 3.00 3.00

Altura (m)

0.40 0.40 0.10 3.10

Peso Parcial (Kg) 3465.00 1155.00 864.00 1108.80 103.95 669.60 1155.00 1155.00





P CM = 8521.35 x P CV = 1155.00 x Pu = 1.2 P CM 1.6 P CV P CM = 8,521.35 P CV = 1,155.00 Pu =

Ac

=

C.Pu Ø (0.85 f'c + ρfy)

Ac

=

18110.43 242.55

Ac

=

74.67

Columna Circular: Columna Cuadrada:

12,073.62

1 1

= =

8521.35 Kg 1155.00 Kg

Kg. Kg.

Kg.

C = 1.50 Columna exterior pisos Bajos Ø = 0.70 f'c = 210.00 kg/cm² fy = 4200.00 kg/cm² 0.04 ρ = Kg kg/cm²

cm²

R= L=

4.88 8.64

cm cm

,A= ,A=

74.67 74.67

cm² cm²

Columna Asumida : CUADRADA Nótese que el Área sirve para calcular diferentes secciones de columnas, muy pequeñas por lo que a criterio y experiencia del proyectista, se ASUMIRA una columna Cuadrada de:

0 3 . 0

0.30 Para el presente proyecto la Columna de los ejes 1-B y 2-B, son las mas cargadas o mas desfavorables en soportar carga Muertas y Vivas, por tanto su diseño se asumirá para todas las existentes, es decir incluir las esquinas. Y su denominación es la que aparece en las graficas : C2





Las Vigas Secundarias en el Eje "B", tendran la misma seccion pero diferente denominacion ya que tienen mayor carga con su area de influencia.

e.-

Elementos Predimensionados y Asumidos. A

3.85

B

3.85

VA (10x20)

C

VA (10x20)

C1

C1

C1

1

1

VP101 (30x40)

0 7 . 4

) 0 2 x 0 1 ( A V

VP101 (30x40)

) 0 4 x 0 3 ( 1 0 1 S V

) 0 4 x 0 3 ( 2 0 1 S V

VP101 (30x40)

) 0 4 x 0 3 ( 1 0 1 S V

) 0 2 x 0 1 ( A V

0 7 . 4

VP101 (30x40)

2

2

C1

C1

VA (10x20)

3.85 A

C1

VA (10x20)

3.85 B

C

Viga VP101 (30x40): Eje : 1 y 2 Viga VS101 (30x40): Eje : A, C Viga VS102 (30x40): Eje : B Columna C1 (30x30) Todas




CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DETERMINACION DEL PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA

a.-

Peso del Nivel Nº 1 Elementos

P. Unitario

h = 3.30 m ; S/C = 100.00 Kg/m² h = Altura de Columnas entre Pisos 1º y Azotea o tec Nº Largo Ancho Altura Peso Vcs. (m) (m) (m) (kg)

Eje X VP101 Eje Y VS101 Columna C1 Alijerado Paño TOTAL

2400.00 Kg/m³ 2400.00 Kg/m³ 2400.00 Kg/m³ 300.00 Kg/m²

2 3 6

8.00 4.40 0.30

0.30 0.30 0.30

0.40 0.40 3.30

1

9.000

6.00

54.00

Area = Area =

54.00 54.00

0.025 0.050

Cielo Raso (e=1'') Cobertura en techo Tabiquería Eje 1 Eje 2 Eje A Eje C

2300.00 Kg/m³ 1600.00 Kg/m³ 1800.00 Kg/m³ 2.57 m³ 2.68 m³ 0.96 m³ 0.96 m³

7.100 7.400 4.400 4.400

0.25 0.25 0.15 0.15

1.45 1.45 1.45 1.45

Sobrecimiento Columnetas Muros

En el Analisis Sismico, estas cargas son asumidas por el terreno

1 1 1 1

P P

Carga Viva: En Edificaciones Tipo C : 25% s/c Peso del Nivel 1:

b.-

W1 = W1 =

PCM + PCV 50,567.85

= CV = CM

4,608.00 3,801.60 4,276.80 16,200.00

3,105.00 4,320.00 12,906

49,217.85 1,350.00

kg kg

Kg

Cuadro resumen de Pesos de la Estructura Nivel

Carga Muerta CM (kg)

Carga Viva CV (kg)

1

49,217.85

1,350.00

Wi = PCM + PCV (kg) W 1 =

ΣP

50,567.85 50,567.85

Peso Total de la Estructura, pág. 9



CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DETERMINACION DEL PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA

Parametros: Z = U = S = Tp = Rx = Ry = C = V =

0.4 1.0 1.4 0.9 8.0 8.0 2.50

Zona 3 Usos Comunes Suelo Flexible Estructura Aporticada Estructura Aporticada Estructura Aporticada

ZUSC ΣP R

Según los parametros Sismico calculados:

g.-

Vx =

0.175

x

50,567.850

Kg

=

8.85

Tn

Vy =

0.175

x

50,567.850

Kg

=

8.85

Tn

0.70

Ok: Fa = 0

Determinacion de las fuerza sismicas en Altura T = 0.100 seg Verificamos: T= Donde: (V-Fa) =

0.100 0 Vx =

seg. <

8.85

Tn

Nive l

Wi (Tn)

hi (m)

Wixhi (Tn-m)

(Wixhi) (Σwixhi)

Fi (Tn)

Qi (Tn)

1º

50.57

3.00 Σ

151.70 151.70

1.000 1.00

8.85 8.85

8.85

Vy =

8.85

Tn

Nive l

Wi (Tn)

hi (m)

Wixhi (Tn-m)

(Wixhi) (Σwixhi)

Fi (Tn)

Qi (Tn)

1º

50.57

3.00 Σ

151.70 151.70

1.000 1.00

8.85 8.85

8.85

Peso Total de la Estructura, pág. 10



CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DISEÑO DE LOSA ALIGERADA

1.- DISEÑO DE LOSA ALIGERADA A.- DISEÑO DE LOSA ALIGERADA (Tramo Critico : Pasadisos) Del Predimensionamiento:

0.20

h=

m

A

B 4.70

.50

Nivel

.30

4.40

Tipo de Carga

.30

Peso Unitario

.50

Carga Unitaria

Ancho Tributario

Kg/ml

Parcial

1º CARGA MUERTA

0.18

Aligerado

300

Kg/m2

0.400

120.00

0.12

Piso

100

kg/m2

0.400

40.00

0.04

Cielo Raso

50

kg/m2

0.400

20.00

0.02

CARGA VIVA

0.04

S/C

Carga Ultima Mayorada:

Tn/ml

100

Kg/m2

Wu =

1.4 WD +

Wu =

0.320

0.400

1.7 WL

40.00

=

0.252

0.04

+

0.068

Tn/ml

B : SEGÚN PROGRAMA SAP Analizando solo los valores máximos que perjudicarían la estructura, con 2 apoyos

Diseño de Losa Aligerada, pág. 11








0.52

0.5 Tn-m

0.25

Tn-m

Momento Maximo Positivo:

=

0.52 Tn - m

Momento Maximo Negativo:

=

0.25 Tn - m

C : VERIFICACION DE MOMENTOS MAXIMOS Calculo de Momentos maximos: M. max.

=

0.85 * f'c * a * b * (d - a/2)

a

=

P max. * fy * d 0.85 * f'c

Con:

P. max.

=

0.75 * Pb

Pb

=

0.85 B1 * (f'c/fy) * [6000/(6000+fy)]

B1

=

0.85

Donde: r

=

3

cm Recubrimiento

d

=

17

cm Peralte

b'

=

10

cm Ancho de Vigeta

f`c

=

210

kg/cm2

4,200

kg/cm2

fy

=

Pb

=

0.021

P. max.

=

0.016

a

=

6.375

cm

M. max.

=

1.572

Tn - m

Condicion:

M. max. > M u

:

1.572

>

0.520

Tn-m

Ok





D : VERIFICACION POR CORTE Máximo Cortante que soporta el concreto: Vc = 1.1 (ø 0.53 f`c) b' d ø=

=

1.22

Tn

0.85 0.7

Tn

0.7

Tn

V : Cortante Maximo Positivo:

=

0.70 Tn

V : Cortante Maximo Negativo:

=

0.70 Tn

A la distancia "d" de la cara de apoyos: 0.6 Tn

0.6

Tn





V : Cortante Maximo Positivo:

=

0.65 Tn

V : Cortante Maximo Negativo:

=

0.65 Tn

Condicion:

V. max. > V u

:

1.221

>

0.649

Ok

Tn

D : CALCULO DEL ACERO HORIZONTAL Datos: Es :

2E+06

h :

20 cm

b :

10 cm

r

:

3 cm recubrimiento

d :

17 cm

ø :

0.90

Factor de reducción de esfuerzos

d.1) Acero Positivo Maximo (Tramo Central) Mu

=

As

= si:

As

=

25000.00 6.61 a

/ ( =

0.39

Verificamos:

kg - cm 17.00

0.01

-

a/2 )

cm

1ø

1/2''

cm2

a

=

0.01 Ok, Cumple

Acero Minimo (centro) As mín. = 0.0018 b * d Acero Asumido: usar 1 ø

=

As

1/2''

=

0.31

cm2

0.39

cm2

+

(As =

1.27

cm2 )

Ok

d.2) Acero Negativo Minimo Mu

=

As

=

13.76

si:

a

As

=

52000.00 / (

=

0.82

Verificamo a

kg - cm 17.00

0.50

a/2 )

cm

cm2 =

As mín. = 0.0018 b * d Acero Asumido:

As

usar 1 ø

+

1ø

3/8''

1ø

1/2''

0.50 Ok, Cumple

Acero Minimo (Laterales)

1/2''

-

b = 40 = = 1ø

cm

1.22

cm2

1.22

cm2

3/8''

(As =

1.98

cm2 )

Ok




CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS (PORTICOS)

DISEÑO DE VIGAS Y COLUMNAS A.- METRADO DE CARGAS EN VIGAS. A.1.- PORTICO : EJES "A" Las distancias indicadas estan referidas a la luz entre ejes de cada pórtico. 2

1

4.70

0 8 . 3

Nivel

Tipo de Carga

Peso Unitario

Ancho Tributario

Carga Unitaria Kg/ml

Parcial

1º CARGA MUERTA

Tn/ml 1.74

Aligerado

300

Kg/m2

2.5750

772.50

Cobertura

150

Kg/m2

2.5750

386.25

Cielo Raso

100

kg/m2

2.5750

257.50

1416.25

1.42

Viga VS101(30x40)

2400

kg/m3

0.120

288.00

288.00

0.29

1800

kg/m3

0.150

0.10

27.00

Recubrimiento de Muro CARGA VIVA

2000

kg/m3

0.030

0.10

6.00

0.03

S/c = Wo

100

Kg/m2

2.575

257.50

257.50

0.26

Muro Lad. Cab.,H=

0.1

2º CARGA MUERTA No se Proyecta Ningun tipo de estructura sobre estos Ambientes

Diseño de Vigas y Columnas, pág. 16




A.2.- PORTICO : EJES "B" Las distancias indicadas estan referidas a la luz entre ejes de cada pórtico. 2

1

4.70

0 8 . 3

Nivel

Tipo de Carga

Peso Unitario

Ancho Tributario


Parcial

1º CARGA MUERTA

Tn/ml 2.41

Aligerado

300

Kg/m2

3.8500

1155.00

Cobertura

150

Kg/m2

3.850

577.50

Cielo Raso

100

kg/m2

3.850

385.00

2117.50

2.12

Viga VS102(30x40)

2400

kg/m3

0.120

288.00

288.00

0.29

1800

kg/m3

0.150

0.00

0.00

2000

kg/m3

0.030

0.00

0.00

0.00

100

Kg/m2

3.850

385.00

385.00

0.39

Muro Lad. Cab.,H= Recubrimiento de Muro

0

CARGA VIVA S/c = Wo 2º CARGA MUERTA No se Proyecta Ningun tipo de estructura sobre estos Ambientes





A.3.- PORTICO : EJE "3" Las distancias indicadas estan referidas a la luz entre ejes de cada pórtico. 2

1

4.70

0 8 . 3

Nivel

Tipo de Carga

Peso Unitario

Ancho Tributario


Parcial

1º CARGA MUERTA

Tn/ml 1.74

Aligerado

300

Kg/m2

2.5750

772.50

Cobertura

150

kg/m2

2.5750

386.25

Cielo Raso

100

kg/m2

2.5750

257.50

1416.25

1.42

Viga VS101(30x40)

2400

kg/m3

0.120

288.00

288.00

0.29

1800

kg/m3

0.150

0.10

27.00

2000

kg/m3

0.030

0.10

6.00

0.03

100

Kg/m2

2.5750

257.50

257.50

0.26

Muro Lad. Cab.,H=

0.1

Recubrimiento de Muro CARGA VIVA S/c = Wo 2º CARGA MUERTA

No se Proyecta Ningun tipo de estructura sobre estos Ambientes





A.4.- PORTICO : EJE "1" Las distancias indicadas estan referidas a la luz entre ejes de cada pórtico. A

B

C

3.85

3.85

0 8 . 3

Nivel

Tipo de Carga

Peso Unitario

Ancho Tributario


Parcial

1º CARGA MUERTA

Tn/ml 1.97

Aligerado

300

Kg/m2

3.000

900.00

Cobertura

150

kg/m2

3.000

450.00

Cielo Raso

100

kg/m2

3.000

300.00

1650.00

1.65

Viga VP101(30x40)

2400

kg/m3

0.120

288.00

288.00

0.29

1800

kg/m3

0.150

0.10

27.00

2000

kg/m3

0.030

0.10

6.00

0.03

100

Kg/m2

3.000

300.00

300.00

0.30

Muro Lad. Cab.,H=

0.1







A.5.- PORTICO : EJE "2" Las distancias indicadas estan referidas a la luz entre ejes de cada pórtico. 3

2.50

2

1

5.20

5 2 8 . 3

Nivel

Tipo de Carga

Peso Unitario

Ancho Tributario


Parcial

1º CARGA MUERTA

Tn/ml 1.97

Aligerado

300

Kg/m2

3.000

900.00

Ladrillo Pastelero+barro

150

kg/m2

3.000

450.00

Cielo Raso

100

kg/m2

3.000

300.00

1650.00

1.65

Viga VP101(30x40)

2400

kg/m3

0.120

288.00

288.00

0.29

1800

kg/m3

0.150

0.10

27.00

2000

kg/m3

0.030

0.10

6.00

0.03

100

Kg/m2

3.000

300.00

300.00

0.30

Muro Lad. Cab.,H=

0.1







B.- ISOMETRICOS DE PORTICOS DEFINIDOS

Isometrico: Según, Columnas y Vigas Predimensionadas y Asumidas Cada color representa un tipo de Elemento, con sus dimensiones correspondientes, pero de un mismo material. (Concreto)

Isometrico: Con los elementos designados, en Sap2000 Nomenclatura, que se diseña y se muestra en los planos de Estructuras

C.- CORTANTE BASAL Acciones de sismo: Zona Sismica

Z

=

0.40

Parámetro de Suelo

S

=

1.40

Coeficiente de Amplificacion Sismica C

=

2.50

Factor de Uso

U

=

1.00

Coeficiente de Reducción

Rx =

8

Regular

Ry =

3

Regular

Vx =

0.175

Vy =

0.467

Cortante Basal: ZUCS/R

Tp = 0.90

ΣP ΣP





Cortantes Calculados: Metrados: Peso Nivel 1 Componente ZUCS/R

Pi ( Ton )

50.57Tn hi ( m )

0.175

Vx =

8.85

Vy =

8.85

Fx Fy

8.85 8.85

3.5 3.5

Fi x

Fi y

3 Porticos

2 Porticos

2.95 4.42 8.85

8.85

Resumen de Cargas: Nivel 1º

Carga D Distribuida L Distribuida

Eje A

Eje B

Eje C

Eje 1

Eje 2

1.74

2.41

1.74

1.97

1.97

Tn/m

0.26

0.39

0.26

0.30

0.30

Tn/m

D.- CALCULOS EN SAP2000 Combinaciones de Carga: COMB1

:

1.40 D + 1.70 L

COMB2

:

1.25 D + 1.25 L + Sx

COMB3

:

1.25 D + 1.25 L - Sx

COMB4

:

1.25 D + 1.25 L + Sy

COMB5

:

1.25 D + 1.25 L - Sy

COMB6

:

0.90 D + Sx

COMB7

:

0.90 D - Sx

COMB8

:

0.90 D + SY

COMB9

:

0.90 D - SY

COMB10

:

0.90 D + S

COMB11

:

0.90 D - S

S

:

Carga por sismo

S

:

Envolvente : SX+SY

Sx

:

Carga de sismo paralelo al eje X

Sy

:

Carga de sismo paralelo al eje Y

D

:

Carga Muerta

L

:

Carga Viva

Donde:





E.- DEFINICION DE MATERIALES Concreto:

F.- DEFINICION DE SECCIONES. C1

:

Columna 1, Tipo "CUADRADA"

VA

:

Viga de Amarre todo el Perimetro (10x20)

VP101

:

Viga Principal 1, de 30x40 cm - EJES 1 y 2

VS101

:

Viga Secundaria 1, de 20x30 cm - EJES A y C

VS102

:

Viga Secundaria 2, de 20x30 cm - EJE C





ISOMETRICO DE ELEMENTOS DEFINIDOS:

Definicion de cargas:





Creacion de combinaciones:

APLICACIÓN DE CARGAS DE SISMO EN EL EJE X-X

APLICACIÓN DE CARGAS DE SISMO EN EL EJE Y-Y Diseño de Vigas y Columnas, pág. 25




APLICACIÓN DE CARGAS MUERTAS

APLICACIÓN DE CARGAS VIVAS





G.- DESPLAZAMIENTOS EJE X

Nudo con Mayor Desplazamient U1 = 0.597 Desplazamiento Relativo teorico por Nivel Nivel

Qi (kg)

1

8.85 kg

cm

∆i = Real ∆i = Qi/Kei (0.75R=6 Teorico (cm) ) (mm) SAP2000 - V14 0.5971 23.83 KE Rigides Lateral Por Nivel

Desplazamiento Total real

hi

d1

3.800

∆i = Real (0.75R=6 ∆i = Real ) Total (mm) 23.83 23.83

di - di-1 hi 23.83 0.00 3800.00

Distorsion por Piso 1º

=

=

0.0063

Ok





H.- DESPLAZAMIENTOS EJE Y

Nudo con Mayor Desplazamient U2 = 0.6259 cm Desplazamiento Relativo teorico por Nivel ∆i = Real KE Rigides Qi ∆i = Qi/Kei (0.75R=6 Nivel Lateral Por (kg) Teorico (cm) ) Nivel (mm) 8.85 kg SAP2000 - V14 0.6259 25.55 1

Desplazamiento Total real ∆i = Real (0.75R=6 ∆i = Real hi ) Total (mm) 3.800 25.55 25.55 d1

di - di-1 hi 25.55 0.00 3800.00

Distorsion por Piso 1º

=

=

0.0067

Ok





I.- COMBINACIONES DE CARGA









J.- MOMENTOS DE DISEÑO: EJE "A, C"

Según calculos: Los Momento en la Viga VS101: 30x40 Analizando solo los valores máximos que perjudicarían la estructura, con 2 apoyos Momento Maximo Positivo:

=

5.35 Tn - m


=

4.76 Tn - m

K.- CALCULO DE ACERO: EJE "A, C" K.1.- VIGA VS101:

Seccion :

d

h

r b

30

Es :

2E+06

h :

40 cm

b :

30 cm

r

:

x

40

3 cm recubrimiento

øe :

3/8''

Diámetro de Estribos

øh

5/8''

Diámetro horizontal calculado

d :

35.3

ø :

0.90

cm Factor de reducción de esfuerzos Diseño de Vigas y Columnas, pág. 31




Concreto:

gc f`c

2,400

=

kg/m3



=

Acero: fy

4,200 kg/cm2

=

K.2.- Acero Positivo Maximo: Centro de 1-2 Mu

=

As

=

141.53

si:

a

As

=

535000.00

Verificamos:

/ (

=

4.21

kg - cm 35.25

3.30

-

a/2 )

cm

2ø

5/8''

1ø

5/8''

cm2

a

=

3.30 Ok, Cumple

Acero Minimo. As mín. = 0.0018 b * d Acero Asumido: usar 2 ø

5/8''

=

As

+

=

1ø

1.90

cm2

4.21

cm2

5/8''

(As =

5.94

cm2 )

Ok

K.3.- Acero Negativo Minimo: Centro de 1 ó 2 Mu

=

As

=

125.93

si:

a

As

=

Verificamos:

476000.00 / (

=

3.73 a

kg - cm 35.25

2.92

-

a/2 )

cm

2ø

5/8''

1ø

1/2''

cm2 =

2.92 Ok, Cumple


5/8''

+

As 1ø

= = 1/2''

1.90

cm2

3.73

cm2 (As =

5.23

cm2 )

Ok





L.- MOMENTOS DE DISEÑO: EJE "B"

Según calculos: Los Momento en la Viga VS101: 30x40 Analizando solo los valores máximos que perjudicarían la estructura, con 2 apoyos Momento Maximo Positivo:

=

7.02 Tn - m


=

5.82 Tn - m

M.- CALCULO DE ACERO: EJE "B" M.1.- VIGA VS102:

d

h

r b

Seccion :

30

Es :

2E+06

h :

40 cm

b :

30 cm

r

:

x

40

3 cm recubrimiento

øe :

3/8''


øh

5/8''


d :

35.3

ø :

0.90

cm Factor de reducción de esfuerzos Diseño de Vigas y Columnas, pág. 33




Concreto:

gc f`c

2,400

=

kg/m3



=

Acero: fy

4,200 kg/cm2

=

M.2.- Acero Positivo Maximo: Centro de 1-2 Mu

=

As

=

185.71

si:

a

As

=

702000.00

Verificamos:

/ (

=

5.62

kg - cm 35.25

4.41

-

a/2 )

cm

2ø

5/8''

1ø

5/8''

cm2

a

=

4.41 Ok, Cumple


5/8''

=

As

+

=

1ø

1.90

cm2

5.62

cm2

5/8''

(As =

5.94

cm2 )

Ok

M.3.- Acero Negativo Minimo: Centro de 1 ó 2 Mu

=

As

=

153.97

si:

a

As

=

Verificamos:

582000.00 / (

=

4.60 a

kg - cm 35.25

3.61

-

a/2 )

cm

2ø

5/8''

1ø

1/2''

cm2 =

3.61 Ok, Cumple


5/8''

+

As 1ø

= = 1/2''

1.90

cm2

4.60

cm2 (As =

5.23

cm2 )

Ok





N.- MOMENTOS DE DISEÑO: EJES : 1 y 2

Según calculos: Los Momento en la Viga VP101: 30x40 Analizando solo los valores máximos que perjudicarían la estructura, con 2 apoyos Momento Maximo Positivo:

=

3.38 Tn - m


=

5.85 Tn - m

O.- CALCULO DE ACERO O.1.- VIGA VP101:

Seccion :

d

h

Es :

2E+06

h :

40 cm

b :

30 cm

r

r b

30

:

x

40

3 cm recubrimiento

øe :

3/8''


øh

5/8''


d :

35.3

ø :

0.90

cm Factor de reducción de esfuerzos

Concreto:

gc f`c

= =

2,400

kg/m3


210 kg/cm2 Resistencia del concreto a los 28 días Diseño de Vigas y Columnas, pág. 35




Acero: fy

4,200 kg/cm2

=

O.2.- Acero Positivo Maximo: Centro de A-B y B-C Mu

=

As

=

89.42

si:

a

As

=

338000.00

Verificamos:

/ (

=

2.61

kg - cm 35.25

2.05

2ø -

a/2 )

0ø

5/8'' 0

''

cm

cm2

a

=

2.05 Ok, Cumple


5/8''

=

As

=

1.90

cm2

2.61

cm2

+

(As =

3.96

cm2 )

Ok

O.3.- Acero Negativo Minimo: Eje B Mu

=

As

=

154.76

si:

a

As

=

Verificamos:

585000.00 / (

=

4.63 a

kg - cm 35.25

3.63

-

a/2 )

cm

2ø

5/8''

1ø

5/8''

cm2 =

3.63 Ok, Cumple


5/8''

+

As 1ø

= = 5/8''

1.90

cm2

4.63

cm2 (As =

5.94

cm2 )

Ok




CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DISEÑO DE CIMENTACION CORRIDA PARA MUROS DE E = 15 CM

DISEÑO DE CIMENTACION CORRIDA, MURO DE EJES A, C A.- DATOS GENERALES a.1.- Carga viva sobre Cimentacion Carga Máxima: S/C

:

300.00

kg/m2

a.2.- Datos de calculo y descripción de variables h = 0.00 Viga

h6

er em er

S/C

S/C

h5 h4 h3 h2

H D f

h1 h b

m Altura de Solado

h1 h2

=

0.40

m Altura de la Cimentacion

=

0.45

m Altura de la Relleno Mat. Propio

h3

=

0.15

m Altura de la Relleno Mat. Prestamo

h4

=

0.15

m Altura de Piso y Falso Piso

h5

=

0.30

m Altura de la Zocalo (Interno)

h6

=

2.60

m Altura del Muro

b

=

0.45

m Ancho de Plantilla de la cimentacion

Df

=

1.00

m Profundidad de Desplante

H

=

1.05

m Altura de Sobrecimiento (inc. Viga)

er

=

0.015

m Espesor de Tarrajeo y Zocalos

em

=

0.15

m Espesor del Muro y Sobrecimiento

Otros:

g

=

1,800

kg/m3

Peso especifico del suelo

b

=

2,400

kg/m3


ga

=

1,000

kg/m3

Peso especifico de Agua

f`c

=

fy

=

s

=

7.50

Tn/m2

Esfuerzo admisible del terreno

s/c

=

0.30

Tn/m

Sobrecarga en el terreno a cimentar

140 kg/cm2 Resistencia del concreto a los 28 días 4,200 kg/cm2 Resistencia del Acero

B: METRADOS DE CARGAS b)

Carga Por Piso

b.1) Cargas Muertas (CM) Peso de muro

702.00 Kg / m

Peso de tarrajeo

208.80 Kg / m

Peso de sobrecimiento

378.00 Kg / m WCM =

1,288.80 kg/m

Cimentacion Corrida Muro 15 cm, pág. 37




b.2) Peso Propio (CM)

Pp

432.00 kg/m

=

b.3) Carga Viva ( CV) La carga transmitida por los Clientes y Propietarios de los stans: P cv

=

300.00 kg/m2

WCV

=

300.00 kg/m

b.4) Carga de Diseño W1 Según el R.N.E. W1 =

1.4 ( C.M. )

+

1.7 ( C.V .)

W1= 2,919.12 kg/m Carga distribuida en la Cimentacion C: DIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACION c.1) Cargas Verticales Cargas Producidas por Aula (Mayoradas) CM (Tn/m)

CV (Tn/m)

Lt

N° Pisos

1.29

0.30

1.00

1

Donde se obtiene:

Pcm =

1.29 Tn/m

Pcv =

0.30 Tn/m

Pp =

0.43 Tn/m

Total =

2.02 Tn/m

Peso de Cimentacion: Carga Ultima de Diseño:

Pu = 1.4 cm + 1.7 cv

Pu =

2.92 Tn

c.2) Dimensionamiento Asumimos:

0.40

h =

m

(Después Verificamos)

c.3) Presión Neta Disponible del Terreno

s nt =

Presión neta del terreno

s nt =

Esfuerzo Admisible - Sobrecarga - Peso de la Cimentacion - Peso de Piso - Peso del Suelo

s nt =

( 7.50

s nt =

6.12

-

0.30

-

0.43

-

0.11

-

0.54

)Tn/m2

Tn / m2





c.4) Área de Cimiento Corrido Az

S P =

=

x

0.330

m2

0.33

m2

L = 1.00 m

s nt Donde:

L x B L=

1.00

m

m 3 3 . 0 = B

Y

Además: B L = Área de la Zapata Entonces: B =

0.330

m

Luego: Asumimos:

B =

0.45

m

L =

1.00

m

Nota: La base del cimiento corrido debe ser de :

0.45

m, como minimo, ademas se

reduce cuando, los muros se apoyan en vigas de cimentacion Armada, ya que transfieren su carga a las columnas en sus laterales

c.5) Chequeo de Presiones del suelo

s

=

P

±

Mx ( L/2)

A

Ix

=

P A

Donde:

Mx = My = 0 P

=

My ( B/2) Iy

Remplazando Valores:

s

±

=

4.49

ton /m2

BL

Esfuerzo Admisible 6.120

Ton / m2

> Esfuerzo actuante Máximo >

4.49

Ton / m2

Ok, Los valores de B y L son Correctos c.6) Presión Máxima Factorizada Factor de mayoración fg (1.40 (Pcm + Pp ) + 1.70 Pcv) / (Pcm + Pp +Pcv) fg

=

1.445

s g =

s actuante máximo * fg

s g =

6.49

Ton / m2

s g : Presión ultima actuante





D: VERIFICACION DE PERALTE ASUMIDO d.1) Verificación de Peralte d.1.1 Por fuerza Cortante x

0 0 . 1 = B

d

0 0 . 1 = t

b = 0.15

a c i t i r C n ó i c c e S

y

L = 0.45 x e t n a u t c a d u V 0 4 . 0

sg

=

6.487

De la figura: x + d Como: d =

40.000

=

d=

40.00

cm

r=

0.00

cm

Ton / m2

(L - b)/2

=

cm ; entonces x =

0.15

m

-0.250

m

d.1.2)Cortante en la sección Critica: V ud Pero:

Luego:

=

su . B . x

=

-1.62

Vud < ø Vn = ø ( Vc + Vs )

Tn con: Vs = 0

Vud < ø Vc

; Vc = 0.53 √f'c b d =

25.08

Tn

ø =

Entonces: ø Vc =

21.32

Tn

Vud

0.85 =

-1.62

Tn

< ø Vc

=

21.32

Tn

El valor de ''h'' es Correcto





d.2) Verificación del Corte por Punzonamiento: Perímetro :bo 0.550

0 0 . 1 = B

0 0 4 . 1

bo =

m

Área :Ao

d/2

0 0 . 1 = t

3.900

Ao

0.770

m2

b = 0.15

L = 0.45

Cortante Actuante por punzonamient Vup = s ( B L - Ao ) Vup

=

-1.331

Tn (0.53 + 1.1 ) √f'c bo d ... (I)

El cortante Tomado por el concreto, Vcp =

b

1.1 √f'c bo d

Vcp = Donde:

b

=

b/t

=

2.22

de I:

Vcp =

189.20 Tn

de II:

Vcp =

203.04 Tn

Tomamos:

Vcp =

189.20 Tn

Calculamos:

ø Vcp =

160.82 Tn

Verificando:

-1.33

Tn

<

... (II)

; el menor valor

160.82 Tn

Ok Cumple

En conclusion: El peralte asumido es correcto





DISEÑO DE CIMENTACION CORRIDA, MURO ENTRE EJES 1, 2 A.- DATOS GENERALES a.1.- Carga viva sobre Cimentacion Carga Máxima: S/C

:

300.00

kg/m2

a.2.- Datos de calculo y descripción de variables h = 0.00

m Altura de Solado

h1 h2

=

0.40

m Altura de la Cimentacion

=

0.45

m Altura de la Relleno Mat. Propio

h3

=

0.15

m Altura de la Relleno Mat. Prestamo

h4

=

0.15

m Altura de Piso y Falso Piso

h5

=

0.10

m Altura de la Zocalo (Interno)

h6

=

2.60

m Altura del Muro

b

=

0.60

m Ancho de Plantilla de la cimentacion

Df

=

1.00

m Profundidad de Desplante

h1

H

=

0.85

m Altura de Sobrecimiento (inc. Viga)

h

e3

=

0.015

m Espesor de Tarrajeo y Zocalos

e4

=

0.25

m Espesor del Muro y Sobrecimiento

e4 e3

h6

e3

s/c

s/c

h5 h4 h3

H

h2 D f

b

Otros:

g

=

1,800

kg/m3

Peso especifico del suelo

b

=

2,400

kg/m3


g a

=

1,000

kg/m3

Peso especifico de Agua

f`c

=

fy

=

s

=

7.50

Tn/m2


s/c

=

0.30

Tn/m

Sobrecarga en el terreno a cimentar

140 kg/cm2 Resistencia del concreto a los 28 días 4,200 kg/cm2 Resistencia del Acero

B: METRADOS DE CARGAS b)

Carga Por Piso

b.1) Cargas Muertas (CM) 1,170.00 Kg / m

Peso de muro Peso de tarrajeo

194.40 Kg / m

Peso de sobrecimiento

510.00 Kg / m WCM =

b.2) Peso Propio (CM)

Pp

=

1,874.40 kg/m 576.00 kg/m





b.3) Carga Viva ( CV) La carga transmitida por los Clientes y Propietarios de los stans: P cv

=

300.00 kg/m2

WCV

=

300.00 kg/m

b.4) Carga de Diseño W1 Según el R.N.E. W1 =

1.40 ( C.M. )

+

1.70 ( C.V .)

W1= 3,940.56 kg/m Carga distribuida en la Cimentacion C: DIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACION c.1) Cargas Verticales Cargas Producidas por Aula (Mayoradas) CM (Tn/m)

CV (Tn/m)

Lt

N° Pisos

1.87

0.30

1.00

1

Donde se obtiene: Peso de Cimentacion: Carga Ultima de Diseño:

Pcm =

1.87 Tn/m

Pcv =

0.30 Tn/m

Pp =

0.58 Tn/m

Total =

2.75 Tn/m

Pu = 1.40 cm + 1.70 cv

Pu =

3.94 Tn

c.2) Dimensionamiento Asumimos:

0.40

h =

m


c.3) Presión Neta Disponible del Terreno

s nt =


s nt =

Esfuerzo Admisible - Sobrecarga - Peso de la Cimentacion - Peso de Piso - Peso del Suelo

s nt =

( 7.50

s nt =

5.87

-

0.30

-

0.58

-

0.13

-

0.63

)Tn/m2

Ton / m2





c.4) Área de la Zapata Az

=

x

S P =

0.469

m2

0.47

m2

L = 1.00 m

s nt Donde:

L x B L=

1.00

m

m 7 4 . 0 = B

Y

Además: B L = Área de la Zapata Entonces: B =

0.469

m

Luego: Asumimos:

B =

0.60

m

L =

1.00

m

Nota: La base del cimiento corrido debera ser d

0.60

m, como minimo, ademas se

reduce cuando, los muros se apoyan en vigas de cimentacion Armada, ya que transfieren su carga a las columnas en sus laterales

c.5) Chequeo de Presiones del suelo s

=

P

±

Mx ( L/2)

A

Ix

=

P A

Donde:

Mx = My = 0 P

=

My ( B/2) Iy

Remplazando Valores: s

±

=

4.58

ton /m2

BL


Ton / m2

> Esfuerzo actuante Máximo >

4.58

Ton / m2

Ok, Los valores de B y L son Correctos c.6) Presión Máxima Factorizada Factor de mayoración fg (1.40 (Pcm + Pp ) + 1.70 Pcv) / (Pcm + Pp +Pcv) fg

=

1.433

s g =


s g =

6.57

Ton / m2






D: VERIFICACION DE PERALTE ASUMIDO d.1) Verificación de Peralte d.1.1 Por fuerza Cortante x

0 0 . 1 = B

d

0 0 . 1 = t

b = 0.25


y

L = 0.60 x e t n a u t c a d u V 0 4 . 0

sg

=

6.568

De la figura: x + d Como: d =

40.000

=

d=

40.00

cm

r=

0.00

cm

Ton / m2

(L - b)/2

=

0.175

m

cm ; entonces x =

-0.225

m

d.1.2)Cortante en la sección Critica: V ud Pero:

Luego:

=

su . B . x

=

-1.48

Vud < ø Vn = ø ( Vc + Vs )

Tn con: Vs = 0

Vud < ø Vc

; Vc = 0.53 √f'c b d =

25.08

Tn

ø =

Entonces: ø Vc =

21.32

Tn

Vud

0.85 =

-1.48

Tn

< ø Vc

=

21.32

Tn






d.2) Verificación del Corte por Punzonamiento: Perímetro :bo 0.650

0 0 . 1 = B

0 0 4 . 1

bo =

m

Área :Ao

d/2

0 0 . 1 = t

4.100

Ao

0.910

m2

b = 0.25

L = 0.60

Cortante Actuante por punzonamient Vup = s ( B L - Ao ) Vup

=

-1.241

Tn (0.53 + 1.1 ) √f'c bo d ... (I)

El cortante Tomado por el concreto, Vcp =

b

1.1 √f'c bo d

Vcp = Donde:

b

=

b/t

=

1.67

de I:

Vcp =

230.92 Tn

de II:

Vcp =

213.45 Tn

Tomamos:

Vcp =

213.45 Tn

Calculamos:

ø Vcp =

181.43 Tn

Verificando:

-1.24

Tn

<

... (II)

; el menor valor

181.43 Tn

Ok Cumple

En conclusion: El peralte asumido es correcto




CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO METRADO DE CARGAS PARA DISEÑO DE ZAPATAS Y COLUMNAS

A

3.85

B

C

3.85

1

1

0 0 . 3

2.575

0 7 . 4

3.85

2.575

0 7 . 4

0 0 . 3 2

2

3.85 A

3.85 B

C

Metrado de Cargas en Columnas, pág. 47




METRADO CARGAS PARA DISEÑO DE COLUMNAS - EJES 1-A ; 2-A Peso eso / Uni Unidad dad

EJE 1-A, 2-A

Primer Nivel

EJES 1-A

Simbol mbolo o

Peso / Unidad

EJES 2-A

V. Eje x

V. Eje y

V. Eje x

V. Eje y

b

b

b

b

h

h

h

h

0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40

Longitud EJE 1

Lx

2.5750 m

2.5750 m

Longitud eje A

Ly

3.0000 m

3.0000 m

Peso Losa Aligerada

300 kg/m2

1,843 kg

1,843 kg

Torta Barro+Ladr. Pastelero

100 kg/m2

614 kg

614 kg

Pisos y Cielo Raso

100 kg/m2

614 kg

614 kg

Muros de Ladrillo

285 kg/m2

2.58 0.10

73 kg

2.58 0.10

73 kg

3.00 0.10

86 kg

3.00 0.10

86 kg

Viga Eje X

2400 kg/m3

0.30 0.40

655 kg 0.30 0.40

655 kg

Viga Eje Y

2400 kg/m3

0.30 0.40

778 kg 0.30 0.40

778 kg

Columna

2400 2400 kg/m3 kg/m3 hc = 3.8 3.80 0 0.30 0.30

821 kg 0.30 0.30

821 kg

Segundo Nivel

No se proyecta Ninguna Infraestructura.

CARGA MUERTA PARCIAL ZAPATA = 10 % PT

CARGA MUERTA TOTAL

5,483.74 kg

5,483.74 kg

548.37 kg

548.37 kg

6.03 Tn

6.03 Tn

772.50 kg

772.50 kg

0.77 Tn

0.77 Tn

Primer Nivel Sobre Carga

100.00 kg/m2

Segundo Nivel No se proyecta Ninguna Infraestructura. SOBRE CARGA O CARGA VIVAL





METRADO CARGAS PARA DISEÑO DE COLUMNAS - EJES 1-B ; 2-B Peso eso / Uni Unidad dad

EJE 1-B, 2-B

Primer Nivel

EJES 1-B

Simbol mbolo o

Peso / Unidad

EJES 2-B

V. Eje x

V. Eje y

V. Eje x

V. Eje y

b

b

b

b

h

h

h

h

0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40

Longitud EJE 1

Lx

3.8500 m

3.8500 m

Longitud eje A

Ly

3.0000 m

3.0000 m

Peso Losa Aligerada

300 kg/m2

2,876 kg

2,876 kg


100 kg/m2

959 kg

959 kg

Pisos y Cielo Raso

100 kg/m2

959 kg

959 kg

Muros de Ladrillo

285 kg/m2

3.85 0.10

110 kg

3.85 0.10

110 kg

0.00 0.10

0 kg

0.00 0.10

0 kg

Viga Eje X

2400 kg/m3

0.30 0.40 1,022 kg 0.30 0.40 1,022 kg

Viga Eje Y

2400 kg/m3

0.30 0.40

778 kg 0.30 0.40

778 kg

Columna

2400 2400 kg/m3 kg/m3 hc = 3.8 3.80 0 0.30 0.30

821 kg 0.30 0.30

821 kg

Segundo Nivel



CARGA MUERTA TOTAL

7,523.03 kg

7,523.03 kg

752.30 kg

752.30 kg

8.28 Tn

8.28 Tn

1,155.00 kg

1,155.00 kg

1.16 Tn

1.16 Tn


100.00 kg/m2

Segundo Nivel No se proyecta Ninguna Infraestructura. SOBRE CARGA O CARGA VIVAL





METRADO CARGAS PARA DISEÑO DE COLUMNAS - EJES 1-C ; 2-C Peso eso / Uni Unidad dad

EJE 1-C, 2-C

Primer Nivel

EJES 1-C

Simbol mbolo o

Peso / Unidad

EJES 2-C

V. Eje x

V. Eje y

V. Eje x

V. Eje y

b

b

b

b

h

h

h

h

0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40 0.30 0.40

Longitud EJE 1

Lx

2.5750 m

2.5750 m

Longitud eje A

Ly

3.0000 m

3.0000 m

Peso Losa Aligerada

300 kg/m2

1,843 kg

1,843 kg


100 kg/m2

614 kg

614 kg

Pisos y Cielo Raso

100 kg/m2

614 kg

614 kg

Muros de Ladrillo

285 kg/m2

2.58 0.10

73 kg

2.58 0.10

73 kg

3.00 0.10

86 kg

3.00 0.10

86 kg

Viga Eje X

2400 kg/m3

0.30 0.40

655 kg 0.30 0.40

655 kg

Viga Eje Y

2400 kg/m3

0.30 0.40

778 kg 0.30 0.40

778 kg

Columna

2400 kg/m3 hc h c = 3.80 0.30 0.30

821 kg 0.30 0.30

821 kg

Segundo Nivel



CARGA MUERTA TOTAL

5,483.74 kg

5,483.74 kg

548.37 kg

548.37 kg

6.03 Tn

6.03 Tn

772.50 kg

772.50 kg

0.77 Tn

0.77 Tn


Segundo Nivel

100.00 kg/m2 No se proyecta Ninguna Infraestructura.

SOBRE CARGA O CARGA VIVAL





RESUMEN DE CARGAS: A

B

3.85

C

3.85

1

1

CM

6.03 Tn

CV = 0.77 Tn

CM

8.28 Tn

CV = 1.16 Tn

CM

6.03 Tn

CV = 0.77 Tn

0 7 . 4

0 7 . 4

CM

6.03 Tn

CV = 0.77 Tn

CM

8.28 Tn

CV = 1.16 Tn

CM

6.03 Tn

CV = 0.77 Tn

2

2

3.85 A

3.85 B

C




CÁLCULO ESTRUCTURAL DE CASETA DE BOMBEO DISEÑO DE ZAPATAS Y COLUMNAS

1.- CALCULO DE ZAPATAS BUSCANDO LA ZAPATA CON MAYOR CARGA - EJE 1-B ó EJE 2-B CM

8.28 Tn

CV

1.16 Tn

Resistencia del terreno:

CARGA ULTIMA:

s

=

0.750

kg / cm2

s

=

7.50

Tn / m2

Carga de Diseño: Pu = CM + CV =

9.43 Tn

2.- DISEÑO DE COLUMNA "C1" - y ZAPATA "Z2" INTERSECCION DE EJES 1-B ó 2-B

A.- DATOS GENERALES a.1.- Datos de calculo y descripción de variables

Viga

H

NTN

e2 d f

D f

h e1 B

H

=

3.80

m Altura de la Columna

h

=

0.50

m Altura de la zapata

B

=

1.50

m Ancho de base en la Zapata

L

=

1.50

m Largo de Base en la Zapata

b

=

0.30

m Largo de Base en la Columna

t

=

0.30

m Ancho de base en la Columna

e2

=

0.15

m Altura de Recubrimiento

e1

=

0.15

m Solado, donde se colocara la Columna

df

=

0.60

m Profundidad Superior de Cimentación

Df

=

1.20

m Profundidad de Cimentación Total

s/c

=

0.30

Tn/m2

Sobrecarga en terreno a cimentar

s

=

7.50

Tn/m2


N.T.N = Nivel de Terreno Natural

Diseño de Zapatas y Columnas, pág. 52




Otros:

g

=

1,600

kg/m3

Peso Volumetrico del suelo

b

=

2,400

kg/m3

Peso Volumetrico del concreto

f`c

=

210

fy

=

4,200

kg/cm2 Resistencia del concreto a los 28 días kg/cm2 Resistencia del Acero

B: DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATA b.1) Cargas Verticales Cargas sin Mayorar: PD =

8.28 Tn

P = Carga Ultima de Diseño:

9.43 Tn

PL =

1.16 Tn

Carga para Dimensionamiento

Pu = 1.40 D + 1.70 L

=

13.55 Tn

Carga para Diseño

b.2) Dimensionamiento Asumimos h = 0.50 m


b.3) Presión Neta Disponible del Terreno

s nt =


s nt =

Esfuerzo Admisible - Sobrecarga - Peso de la Zapata - Peso Recubrimiento - Peso del Suelo

s nt =

( 7.50

s nt =

4.680

-

0.30

-

=

-

0.36

-

0.96

)Tn/m2

Ton / m2

b.4) Área de la Zapata Az

1.20

x

S P =

2.02

m2

L = 1.50 m

s nt Donde:

L x B =

2.02 m2

Además: B L = Área de la Zapata Y Entonces: L =

1.50

m

Luego:

B =

1.34

m

Asumimos L =

1.50

m

B =

1.50

m

m 4 3 . 1 = B





b.5) Chequeo de Presiones del suelo

s

=

P

±

Mx ( L/2)

A

±

My ( B/2)

Ix

Iy

Remplazando Valore Mx = My = 0

s

=

P

P

=

A Donde:

=

4.19

ton /m2

BL


Ton / m2

>

Esfuerzo actuante Máximo

>

4.19

Ton / m2

Ok, Los valores de B y L son Correctos b.6) Presión Máxima Factorizada Factor de mayoración fg = (1.40 (Pcm + Pp ) + 1.70 Pcv) / (Pcm + Pp +Pcv) fg

=

s g =

s g =

1.437

6.02

Ton / m2



C: DISEÑO DE ZAPATA PARA COLUMNAS c.1) Verificación de Peralte c.1.1 Por fuerza Cortante x

d 0 5 . 1 = B

0 3 . 0 = t


y

b = 0.30

L = 1.50 x





e t n a u t c a d u V

0 5 . 0

ø 1/2''

s g De la figura: Como: d =

=

6.022

x + d = 41.865

d=

41.87

cm

r=

7.50

cm

Ton / m2

(L - b)/2

=

0.60

m

cm ; entonces: x =

0.181

m

c.1.2) Cortante en la sección Critica: V ud Pero:

Luego:

=

su . B . x

=

1.64

Tn

Vud < ø Vn = ø ( Vc + Vscon: Vs = 0 Vud < ø Vc

; Vc = 0.53 √f'c b d =

48.23

Tn

ø =

Entonces: ø Vc =

41.00

Tn

Vud

0.85 =

1.64

Tn

< ø Vc

=

41.00

Tn






c.2) Verificación del Corte por Punzonamiento: Perímetro :bo 0.719

0 5 . 1 = B

bo =

m

Área :Ao

d/2

0 3 . 0 = t

9 1 7 . 0

2.875

Ao =

0.516

m2

b = 0.30

L = 1.50 Cortante Actuante por punzonamiento: Vup = s ( B L - Ao ) Vup

=

8.674

Tn

El cortante Tomado por el concreto, V (0.53 + 1.1

) √f'c bo d ... (I)

b

1.1 √f'c bo d

Vcp = Donde:

b

=

b/t

=

1.00

de I:

Vcp =

284.27 Tn

de II:

Vcp =

191.84 Tn

Tomamos:

Vcp =

191.84 Tn

Calculamos:

ø Vcp =

163.06 Tn

Verificando:

8.67

Tn

<

... (II)

; el menor valor

163.06 Tn

Ok Cumple

D: DISEÑO DE REFUERZO EN ZAPATA d.1) Dirección Y-Y El análisis se realiza como si fuera una viga en cantiliver, long. : con carga distribuida Wu

9.03

Donde el Momento: Mu = Wu L² =

=

0.600

m

Tn / m 1.626

Tn - m





Mu

=

As

=

43.01

si:

a

As

162,587.502

=

/ (

=

1.03

Verificamos:

kg - cm 41.865

0.16

-

cm

cm2

a

=

0.16

Ok, Cumple

Verificamos Acero Mínimo: As mínimo

0.0018 b d

As mínimo Tomamos como As =

11.30

Acero Seleccionado: Separación: usar: 1 ø

a/2 )

1/2 '' S

1/2 ''

11.304

= cm2

cm2 ; máximo valor Área de Varilla:

= @

0.0018 B d

16.81

cm

15.00

cm

1.27

cm2

d.2) Dirección x-x El análisis se realiza como si fuera una viga en cantiliver, lon = con carga distribuida Wu

9.03

=

As

=

43.01

si:

a

As

=

162,587.502 / (

=

1.03

Verificamos:

a

1.626

41.865

0.16

-

cm2 =

0.16

Tomamos como As = Acero Seleccionado: 1/2 ''

a/2 )

cm Ok, Cumple 0.0018 b d

As mínimo

usar: 1 ø

Tn - m

kg - cm

Verificamos Acero Mínimo: As mínimo

Separación:

m

Tn / m

Donde el Momento: Mu = Wu L² = Mu

0.600

11.30 1/2 ''

S

= @

11.304

=

0.0018 L d

cm2

cm2 ; máximo valor Área de Varilla:

16.81

cm

15.00

cm

1.27

cm2





E: DISEÑO DE LA COLUMNA e.1) Método Directo ( e = 0 ) Pu

=

13.55 Tn

Pu

=

ø Po

Po

=

Pu

con

ø

= 0.70

ø Pero:

Po

Donde:

As

:

Área de la sección transversal del acero

Ac

:

Área neta del concreto de la sección transversal del acero

Despejam As

=

=

0.85 f'c Ac + As fy

1

( Pu/ ø

- 0.85 f'c Ac )

fy As

=

-33.6415 cm2

Como As es negativo significa que la columna no requiere acero, para tal diseño e.2) Método ACI ( e min. = 0.1 b ) para columna rectangular Pu

=

13.55 Tn

e

=

3.000

cm

r

=

4.0

cm

=

3/8 '' Estribo propuesto a usar

d' øe

d

0 3 . 0 = b

con diámetro = øv

=

; recubrimiento 0.953

cm

5/8 '' Estribo propuesto a usar con diámetro =

d'

=

5.75

cm

d

=

24.25

cm

1.588

cm

t = 0.30





Verificación del tipo de falla: De la formula: como:

Pb = ø k² f'c b d (eu / (eu - es)) Pb

=

45.458

>

45.458 Tn 13.55 Tn

La columna falla por traccion, por lo tanto es correcto por que no existe esta carga, o no trabaja a traccion

e.3) Calculo del acero longitudinal de refuerzo A's = As; por inversión de esfuerzos y A's fs = As fy Pero:

Pu = ø (0.85 f'c a b + A'S fs - As fy)

Donde:

Pu = ø (0.85 f'c a b) Despejamos "a" a

=

Pu

=

3.61

cm

ø ( 0.85 f'c b ) Pero se Tiene: e Pu = ø 0.85 f'c a b (d - a/2) + ø A's fs (d-d') Hacemos: fs = fy A's

=

1

(e Pu/ø - 0.85 f'c a b (d - a/2))

fy (d-d') A's

=

-4.8

cm2

Según ACI, la cuantía mínima es 0.0116 donde: Usamos As: Usar:

As 5/8 '' +

4ø

= =

As/ b t 10.44

cm2

As = 4ø

10.44 cm2 1/2 ''

As

=

12.98

cm2 Ok

5/8 ''

=

1.59

cm

=

20.82

cm

e.4) Calculo del acero Transversal Diámetro de Acero principa Separació S

=

850 ø

√ fy Primer Estribo: S

=

10.41

cm

Asumimos: Estribos: ø 3/8", 1@ 0.05, [email protected], [email protected], R@ 0.20 m





F: PLANTA Y ELEVACION DE LA DISTRIBUCION DE ACERO CALCULADO L = 1.50 b = 0.30 0 5 . 1 = B

0 3 . 0 = t

' 8 / 5

' 2 / 1

ø 4

ø 4

b = 0.30

0 5 . 0 = h

0.30

m 0 2 . 0 @ R , 5 1 . 0 @ 3 , 0 1 . 0 @ 3 , 5 0 . 0 @ 1 , " 8 / 3 ø

0.30

Malla

ø 1/2''

@

15 cm





3.- CHEQUEO DE DIMENSIONES DE ZAPATA EN : EJE 1-A ó EJE 2-A Cargas en la Columna PD =

6.03 Tn

P =

6.80 Tn

PL =

0.77 Tn


Presión Neta Disponible del Terreno

s nt =

4.68

Chequeo de Zapta 1.30 B =

Ton / m2

m

L

Área de la Zapata Az

=

1.30

=

m

x

S P =

1.45

m2

L = 1.30 m

s nt Donde:

L x B =

m 2 1 . 1 = B

1.45 m2


1.30

m

Luego:

B =

1.12

m

Asumimos L =

1.30

m

B =

1.30

m

Chequeo de Presiones del suelo

s

=

P

±

A

Mx ( L/2)

±

Ix

My ( B/2) Iy


s

=

P

=

A Donde:

P

=

4.03

ton /m2

BL


Ton / m2

> >

Esfuerzo actuante Máximo 4.03

Ton / m2

Ok, Los valores de B y L son Correctos





4.- CHEQUEO DE DIMENSIONES DE ZAPATA EN : EJE 1-C ó EJE 2-C Cargas en la Columna PD =

6.03 Tn

P =

6.80 Tn

PL =

0.77 Tn


Presión Neta Disponible del Terreno

s nt =

4.68

Chequeo de Zapta 1.30 B =

Ton / m2

m

L

Área de la Zapata Az

=

1.30

=

m

x

S P =

1.45

m2

L = 1.30 m

s nt Donde:

L x B =

m 2 1 . 1 = B

1.45 m2


1.30

m

Luego:

B =

1.12

m

Asumimos L =

1.30

m

B =

1.30

m

Chequeo de Presiones del suelo

s

=

P

±

A

Mx ( L/2)

±

Ix

My ( B/2) Iy


s

=

P

=

A Donde:

P

=

4.03

ton /m2

BL


Ton / m2

> >

Esfuerzo actuante Máximo 4.03

Ton / m2

Ok, Los valores de B y L son Correctos


4.- Diseño Estructural - Caseta de Bombeo

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