DISEÑO DE TANQUE SEPTICO V=35M3 Proyecto:
MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN LA LOCALIDAD DE OXAPAMPA, DISTRITO DE CHILLIA – PROVINCIA DE PATAZ – LA LIBERTAD
Fecha:
Mar-13
Consideraciones: En el diseño de las estructuras de los reservorios, se ha tomado la condicion de carga mas critica, que es cuando la estructura esta sometida al empuje del terreno, razon por la cual obtenemos el coeficiente de empuje activo, para luego obtener el empuje total del terreno DATOS :
VOLUMEN (V) ANCHO DE LA PARED (b) ALTURA DEL AGUA (h) BORDE LIBRE (B.L.) ALTURA TOTAL (H) PESO ESPECIFICO DEL AGUA (§a) PESO ESPECIFICO DEL TERRENO (§t) COEFICIENTE DE FRICCION COHESION COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO CAPACIDAD DE CARGA DEL TERRENO (öt) PESO ESPECIFICO DEL CONCRETO (§c)
= = = = = = = = = = = =
35.40 0.20 2.10 0.85 2.95 1,000.00 2,500.00 27.00 0.02 0.51 1.00 2,400.00
m3. m. m. m. m. Kg K g/m3. Kg/m3. º Kg/cm2. Kg/cm2. Kg/m3.
A) CALCUL CALCULO O DE MOMENTO MOMENTOS S Y ESPESORE ESPESORES S
Los límites de relación de b/h son de 0.5 a 3.0 b/h = COEFICIENTES y=0 y = b/4 b/h x/h Mx My Mx My 0 0.000 0.025 0.000 0.014 ¼ 0.010 0.019 0.007 0.013 0.07 ½ 0.005 0.010 0.008 0.010 ¾ -0.033 -0.004 -0.018 0.000 1 -0.126 -0.025 -0.092 -0.018
0.07 y = b/2 Mx 0.000 -0.014 -0.011 -0.006 0.000
My -0.082 -0.071 -0.055 -0.028 0.000
MOMENTOS
y=0 b/h
x/h
0.07
0 ¼ ½ ¾ 1
Mx 0.000 37.613 18.806 -124.121 -473.918
y = b/4 My 94.031 71.464 37.613 -15.045 -94.031
Mx 0.000 26.329 30.090 -67.703 -346.035
y = b/2
My 52.658 48.896 37.613 0.000 -67.703
M = k x §a x h3
DEL CUADRO:
M
Mx 0.000 -52.658 -41.374 -22.568 0.000 (01)
=
473.918
Kg-m.
CALCULO DEL ESPESOR DE LA PARED: ½ e=
6M ft x b
(02)
My -308.423 -267.049 -206.869 -105.315 0.000
DONDE : ft F'c Mx My b
= = = = =
0.85(F'c)^½ 210.00 473.92 206.87 100.00
= Kg/cm2. Kg-m. Kg-m. cm.
12.32 Kg/cm2.
REMPLAZANDO VALORES EN (02) TENEMOS: e
=
15.19 cm.
PARA EL DISEÑO SE ASUME, QUE: e =
20.00 cm.
CALCULO DEL ESPESOR DE LA LOSA DE CUBIERTA
SE CALCULA COMO LOSA ARMADA EN DOS DIRECCIONES DIRECCIONES Espesor e
=
L/25
(03)
L
=
b + ((2*e)/2)
(04)
REMPLAZANDO VALORES EN (04): L
=
0.40 m.
=
0.02 m.
=
0.15 m.
LUEGO EN 03: Espesor e ASUMIENDO PARA EL PROYECTO PROYECTO Espesor e
SEGÚN EL REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES, PARA LOSAS MA CIZAS EN DOS DIRECCIONES 1:1 MA = MB = CW(L^2)
DONDE:
C PESO PROPIO CARGA VIVA PESO TOTAL
(05)
= =
0.036 0,15 x 240
=
=
Wtotal
= = =
360.00 kg/m2 150.00 kg/m2 510.00 kg/m2
MB
=
2.94 kg-m.
REEMPLAZANDO EN LA ECUACION 05: MA CALCULO DEL PERALTE: d
=
M Rb
½
(06)
SIENDO: M = MA = MB b
= =
2.94 kg kg-m. 100.00 cm.
R = ½ * fc * j * k
(1)n (1)n
=
PARA
(2)k
n k
= =
j
=
PARA
10.17 0.365 1 - k/3
(08)
(1)n (1)n = Es/E Es/Ec c = (2.1 (2.1 x 10^6 10^6)/ )/(W (W^1 ^1.5 .5 * Fy * (f'c (f'c)^ )^½) ½)
W f'c Fy =
(07)
= = =
2.40 Tn/m3. 175.00 kg/cm2. 4,200.00 kg/cm2.
= =
1,400.00 kg/cm2. 79.00 kg/cm2.
Tn/m3. kg/cm2. kg/cm2.
1/(1+fs/(nf'c))
fs fc
EN LA ECUACION 08: j
=
0.878
R
=
12.65
EN LA ECUACION 09: REEMPLAZANDO VALORES EN 06: d
=
0.48 cm.
EL ESPESOR TOTAL (e), CONSIDERANDO UN RECUBRIMIENTO RECUBRIMIENTO DE 2.5 CM. Recubrimiento ( r ) e total = d + r
=
2.50 cm.
e total
=
2.98 cm.
0.03
<
0.15
m.
=
12.50
cm.
SIENDO:
=
0.03 m.
CONFORME
PARA EL DISEÑO SE CONSIDERA: d
CALCULO DEL ESPESOR DE LA LOSA DE FONDO
ASUMIENDO EL ESPESOR DE LA LA LOSA DE FONDO Y CONOCIDA CONOCIDA LA ALTURA e' h
= =
0.20 m. 2.10 m.
PESO PROPIO DEL AGUA (h x §a) PESO PROPIO DEL CONCRETO (e' x §c) w
= =
2,100.00 kg kg/m2. 480.00 kg k g/m2.
=
2,580.00 kg/m2.
DEBIDO A LA ACCION DE LAS CARGAS VERTICALES VERTICALES ACTUANTES PARA UNA LUZ INTERNA, SE PRODUCEN SE PRODUCEN LOS SIGUIENTES MOMENTOS: MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO EN LOS EXTREMOS: M = -(W x L^2 /192)
MOMENTO EN EL CENTRO: M = W x L^2 /384
(09)
M
=
-0.54 kg-m.
(10)
M
=
0.27 kg-m.
CHEQUEO DEL ESPESOR DE LA LOSA:
EL ESPESOR SE CHEQUEA POR MEDIO DEL METODO ELAST ICO, CONSIDERANDO CONSIDERANDO EL MAXIMO MOMENTO ABS OLUTO: e
ft F'c M b
=
= = = =
6M ft x b
½ (11)
0.85(F'c)^½ = 210.00 KG/CM2. 0.54 KG-M 100.00 CM
12.32 KG/CM2.
REMPLAZANDO EN LA ECUACION 11: e
=
0.51
<
0.51 cm. 20.00
cm.
CONFORME
POR LO TANTO TA NTO CONSIDERANDO EL RECUBRIMIENTO: r
=
4.00 cm.
d
=
16.00 cm.
PERALTE: B) DISTRIBUCION DE LA ARMADURA ARMADURA DEL TANQUE TANQUE SEPTICO As
=
M fs x j x d
(12)
DONDE: M = fs = j = d =
MOMENTO MAXIMO ABSOLUTO EN KG-M. FATIGA DE TRABAJO EN KG/CM2. RELACION ENTRE ENTRE LA DISTANCIA DE LA LA RESULTANTE DE LOS ESFUERZOS ESFUERZOS DE DE COMPRESION AL CENTRO DE LA GRAVEDAD DE LOS ESFUERZOS DE TENSION. PERALTE EFECTIVO EN CM.
CALCULO DE LA ARMADURA DE LA PARED:
M+ Mfs n e r d efectivo j k b
= = = = = = = = = =
473.92 267.05 900.00 9.00 20.00 10.00 7.50 0.85 0.441 100.00
R = ½ * fs * j * k
n k
= =
j
=
10.50 0.48 1 - k/3
kg-m. kg-m. kg/cm2. Valores recomendado en las Normas Sanitarias - ACI-350 cm. cm.
cm.
(1)n (1)n
=
PARA
(2)k
PARA
(1)n (1)n = Es/E Es/Ec c = (2.1 (2.1 x 10^6 10^6)/ )/(W (W^1 ^1.5 .5 * Fy * (f'c (f'c)^ )^½) ½)
W f' c Fy =
= = =
2.40 Tn/m3. 175.00 kg/cm2. 4,200.00 kg/cm2.
Tn/m3. kg/cm2. kg/cm2.
= =
900.00 kg/cm2. 79.00 kg/cm2.
j
=
0.84
R
=
18.13
1/(1+fs/(nf'c))
fs f' c
EN LA ECUACION 08: EN LA ECUACION 09: REEMPLAZANDO VALORES EN 06: d
=
0.51 cm.
RESUMEN DEL CALCULO DEL ACERO (TANQUE SEPTICO DE 35 M3.)
PA PARED
DE D ESCRIPCION
Momento "M" (kg - m) Espesor Util "d" (cm.) fs (kg/cm2.) n f'c (kg/cm2.) k = 1/(1+ fs / (n x f'c)) j = 1 - (k/3) Area de Acero As = (100 x M)/(fs x j x d) (cm2.) C b (cm.) e (cm.) Cuantia Mínima Asmín = C x b x e (cm2.) Area Efectiva de As2. (cm2.) Area Efectiva de Asmín2. (cm2.) Ø de Acero Distribución 3/8"(Aacero/Aacero total) (m.)
VERTICAL ORIZONTA 473.92 308.42 16.00 16.00 900.00 900.00 9.00 9.00 79.00 79.00 0.441 0.441 0.853 0.853
LOSA DE CUBIERTA 2.94 8.50 1,400.00 10.00 79.00 0.361 0.880
LOSA DE FONDO 0.54 16.00 900.00 9.00 79.00 0.441 0.853
3.86 0.0018 100 20.00
2.51 0.0018 100 20.00
0.03 0.0018 100 15.00
0.00 0.0018 100 20.00
3.6 3.6 3.6
3.6 3.6 3.6
2.7 2.7 2.7
3.6 3.6 3.6
0.26
3/8" 0.28
3/8" 0.37
3/8"
3/8" 0.28
C) CHEQUEO CHEQUEO POR ESFUERZO ESFUERZO CORTA CORTANTE NTE Y ADHERENC ADHERENCIA IA CHEQUEO DE LA PARED 1. - ESFUERZO CORTANTE MAXIMA (V), SERA: V = (§a x h^2) /2
(13)
REEMPLAZANDO VALORES EN LA ECUACION 13: V
=
2,205.00 kg.
ESFUERZO CORTANTE NOMINAL v = V/(j x b x d)
DATOS
J = 7/8
=
(14)
0.875
POR LO TANTO: v
=
1.58 kg/cm2.
EL ESFUERZO PERMISIBLE NOMINAL EN EL CONCRETO PARA MUROS NO EXCEDERA DE: Vmáx = 0,02 * f'c
Para f'c =
175.00
(15)
kg/cm2. Vmáx
=
1.58
3.50 kg/cm2. <
3.50
CONFORME
2.- CHEQUEO POR ADHERENCIA ESFUERZO DE ADHERENCIA ADHERENCIA u = V /(£o * J * d) d)
SIENDO:
£o para Ø 3/8
37.04 25.00 cm.
=
6.80
V j d
= = =
2,205.00 kg/cm2. 0.85 37.50 cm.
u
=
10.17 kg/cm2.
f'c
=
210.00 kg/cm2.
umáx
=
10.5 kg/cm2.
10.17
<
ESFUERZO PERMISIBLE P OR ADHERENCIA umáx = 0,05 0,05 * f'c f'c
10.5
CONFORME
CHEQUEO DE LA LOSA DE CUBIERTA 1. - ESFUERZO CORTANTE MAXIMA (V), SERA: V = W * S /3
W S=b
= =
510.00 Kg/m2. 0.20 m.
V
=
34.00 Kg/m2.
Remplazando 2. - CORTANTE UNITARIO (v), SERA: v = V / b*d
b d
= =
v
=
100.00 cm. 12.50 cm. 0.03 Kg/m2.
3. - ESFUERZO CORTANTE MAXIMA UNITARIO (vmáx), SERA: vmáx = 0,29 * (f'c^(1/2)) (f'c^(1/2)) vmáx
=
4.20
0.03
<
4.20
Kg/m2. CONFORME
2.- CHEQUEO POR ADHERENCIA ESFUERZO DE ADHERENCIA ADHERENCIA u = V /(£o * J * d) d)
SIENDO:
£o para Ø 3/8
37.04 20.00 cm.
=
2.84 REDONDEAR
V j d
= = =
0.20 kg/cm2. 0.879 7.50 cm.
u
=
0.21 kg/cm2.
f'c
=
175.00 kg/cm2.
umáx
=
8.75 kg/cm2.
0.21
<
24
ESFUERZO PERMISIBLE P OR ADHERENCIA umáx = 0,05 0,05 * f'c f'c
8.75
CONFORME
