Calculo de tuberias colgantes en cruces, de sistemas rurales de agua potable. Ingenieria Civil.Descripción completa
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Escala de ansiedad, a partir de 16 añosDescripción completa
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Descripción: excel hoja de calculo
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excel
CALCU DATOS: F'c Concreto (kg/cm^2) Peso especifico del concreto (kg/m^3) Fy acero de refuerzo (kg/cm^2) Peso especifico del suelo (t/m^3) Capacidad portante del suelo (kg/cm^2) Angulo de friccion interna del suelo (°) Profundidad del nivel freático (m)
210 2400 4200 1800 1.5 30 2
Camión de diseño Peso rueda trasera (kg)
CAMION C40-95 7500
DIMENSIONES DE LA SECCION Ancho de alcantarilla (Ancho de via) (m) Altura "H" (m) Ancho "B" (m) Espesor de losa Superior (m) Espesor de losas Inferior (m) Espesor de Muros (m) Altura de relleno "r" (m) Altura total "A" Ancho total "L"
7 3 3 0.25 0.3 0.25 1 3.55 3.5
PESO DE LA ESTRUCTURA Peso losa superior (kg) Peso losa inferior (kg) Peso muro izquierdo (kg) Peso muro derecho (kg) Peso total de la estructura (kg)
8220
Peso de relleno sobre la estructura (kg/m^2)
1800
1800 2160 2130 2130
CALCULO DE LA CARGA VIVA POR TRAFICO Area de contacto Rueda Camión C40-95 Área de Contacto (m^2) a (m) b (m)
0.1071 0.33 0.33
Dimensiones de propagacion del area de contacto 2.55 Propagacion a (m) 2.55 Propagacion b (m) 7500 Carga P (kg) 0.3678 Coeficiente de impacto 9750 Carga P+I (kg) 1503.75 Carga vehicular (kg/m^2)
A.12.5 C.C.D.S.P
EMPUJE D Sobrecarg Superficie del camino
2.00 m
Angulo de friccion interna (Radianes)
0.5236 0.3333 1692.13 2532.13 11480.93
Coeficiente activo "Ka" Esfuerzo zona superior de muro (kg/m^2) Esfuerzo en el nivel freático (kg/m^2) Esfuerzo en la zona inferior del muro (kg/m^2)
ANALISIS EN SITUACION CARGAS ULTIMAS ULTIMAS SOBRE LOS ELEMENTOS ELEMENTOS Carga sobre la losa superior (kg/m^2) Reacción del terreno (kg/m^2) Carga sobre la losa inferior (kg/m^2) Carga en zona superior del muro lateral (kg/m^2)
5196.38 11244.38 -11244.38 1692.13
Carga en zona inferior del muro lateral (kg/m^2)
11480.93
5196.38 kg/m^2
A
B
1692.13 kg/m^2
1692.13 kg/m^2
11480.93 kg/m^2
11480 1480..9
D
C -11244.38 kg/m^2
DISTRIBUCION DE MOMENTOS POR EL METODO DE CROSS Calculo de rigideces
K=4EI/L
Inercia L
Las secciones son iguales en todo el cajon y el material es el mismo, asi que "EI" es 1.14 KAB 1.13 KAD 2.27 SUMA= Factor de distribucion FAB 0.50 FAD 0.50
KDC KBC
1.14 1.13
-5889.20 290.21 877.08 -362.36 -5084.27
0.50
10214.13
369.61 145.10 1754.16 7945.25
MOMENTOS FINALES 5084.27 MA=MB 10214.13 MC=MD
CORTANTES EN LA ESTRUCTURA En losa superior (kg) En losa inferior (kg)
9093.66 19677.66
EN PAREDES LATERALES CORTANTE ISOSTATICA Zona superior de pared lateral (kg) Zona inferior de pared lateral (kg) CORTANTE HIPERESTATICA V En parte superior (kg) En parte inferior (kg)
9374.40 14007.77
-1445.030857 7929.37 15452.80
MOMENTOS EN LOS CENTROS DE CLARO Losa superior (kg) Losa Inferior (kg) Paredes laterales (kg)
2652.32 5739.32 2478.41
5084.3 kg.m
10214.13 kg.m
A
B 2652.32 kg.m
2478.41 kg.m
2478.41 kg.m
5739.3 kg.m 10214.1 kg.m
C
D 10214.1 kg.m
ANALISIS EN SITUACION CARGAS SOBRE LOS ELEMENTOS Carga sobre la losa superior (kg/m^2) Reacción del terreno (kg/m^2) Carga sobre la losa inferior (kg/m^2) Carga en zona superior del muro lateral (kg/m^2) Carga en zona inferior del muro lateral (kg/m^2)
Area de acero (cm^2) Varilla a utilizar Separacion de barras (cm)
14.80 3 4
0.00333333
SI CUMPLE
0.01529703
SI CUMPLE
ACERO POR TEMPERATURA PARA T Porcentaje por temperatura Base (cm) Peralte d Area de acero (cm^2) Varilla a utilizar Separacion de barras (cm)
0.0018 100 20 3.6 3 19
NOTAS:
#3
#3
RESUMEN DE REFU ELEMENTO Losa superior Losa superior Losa superior Losa superior Losa inferior Losa inferior Losa inferior Losa inferior Paredes laterales Paredes laterales Paredes laterales Paredes laterales
LECHO Exterior Exterior por temperatura Interior Interior por temperatura Interior Interior por temperatura Exterior Exterior por temperatura Exterior Exterior por temperatura Interior Interior por temperatura
AREA DE A 14 3 7. 3 7. 3 14 3 14 3 7. 3
VOLU Volumen de concreto Losa superior (m^3) Losa Inferior (m^3) Paredes laterales (m^3) Total de concreto (m^3)
5.25 5.25 12.425 22.925
Ca
LOSAS SUPERIOR E INFERIOR LECHO EXTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
3.56 175.00 623 3
347.011
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
7.06 18.421 130.05 3
72.44
PAREDES LATERALES LECHO EXTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
3.61 88.75 320 3
178.456
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
7.06 18.684 131.91 3
TOTAL DE ACERO REQUERIDO (kg)
2160.05
73.47
LO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLA TIPO CAJON
Superficie de 1.00 m
H=3.00 m A= 3.55 m
B=3.00 m
L= 3.50 m
-95
TIERRAS a
NF
DE ESTRUCTURA LLENA MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO Extremo de losa superior (kg.m) Extremo de losa inferior (kg.m) Zona superior de pared lateral (kg.m) Zona inferior de pared lateral (kg.m)
5304.64 11478.64 5889.20 7945.25
kg/m^2
osa Inf. =
0.007875
Inercia Losa Sup. =
0.00455729
onstante
5084.27 -367.54
-5084.27 367.54
-147.18
147.18
294.35 5304.64
-294.35 -5304.64
A
0.50
B
5889.20 -290.21 -877.08 362.36 5084.27
0.50
-10214.13
D
C
-11478.64 1779.22
0.50
-369.61 -145.10 -1754.16 -7945.25
11478.64 -1779.22
-889.61
889.61
374.89 -10214.13
-374.89 10214.13
CORTANTE IGUAL A CERO PARA CALCULAR EL MOMENTO MAXIMO C
Calculando el cortante igual a cero para determinar el momento máximo X (cortante igual a cero) f(x)=RA- (P1(2L-X)+P2X/2L)X f(x)^2
0.781 5886.36 34649252.60
NOTA: Encontramos la distancia "X" con ayuda de la herramienta "SOLVER",cada vez que se cambien algun parametro del diseño se tendra que realizar de nueva cuenta el cálculo.
CAPAC FACT
5084.3 kg.m
9093.66 kg
10214.1 kg.m
A 79
19677.66 kg
10214.1 kg.m
15452.80 kg
D 10214.1 kg.m
DE ESTRUCTURA VACIA MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO Extremo de losa superior (kg.m) Extremo de losa inferior (kg.m) Zona superior de pared lateral (kg.m) zona inferior de pared lateral (kg.m)
kg/m^2
5304.64 7803.64 5889.20 7945.25
-5543.62 -91.81 147.18 -294.35 0.50
-5304.64 5889.20 -290.21
B
35.15 -90.52 5543.62
0.50
C 0.50
-7930.31 89.74 -145.10 70.31 -7945.25
7803.64 71.31 -35.66 91.02 7930.31
C
CAPAC FACT
9093.66 kg 5543.6 kg.m
A
5543.6 kg.m
146
13377.66 kg
7930.3 kg.m
14680.07 kg
D 7930.3 kg.m
E ACERO
LECHO INTERIOR Mmáx (kg.cm) f'c (kg/cm^2) Base (cm) Peralte d K Indice de refuerzo w Porcentaje de acero Porcentaje minimo Porcentaje maximo
Area de acero (cm^2) Varilla a utilizar Separacion de barras (cm)
7.97 3 8
0.00333333
SI CUMPLE
0.01529703
SI CUMPLE
ODOS LOS ELEMENTOS
ARMADO DE LA ALCANTARI # 3 @ 4 cm
#3
# 3 @ 8 cm
@ 4 cm
# 3 @ 8 cm #3
@ 19 cm
# 3 @ 19 cm
# 3 @ 8 cm
# 3 @ 4 cm
#3
RZOS ERO (cm^2)
# DE BARRA A UTILIZAR
SEPARACION (cm)
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
4 19 8 19 8 19 4 19 4 19 8 19
.80 .6 97 .6 97 .6 .80 .6 .80 .6 97 .6
EN DE MATERIALES
ntidad de acero
LOSAS SUPERIOR E INFERIOR LECHO INTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
3.56 87.50 312 3
173.506
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
7.06 18.421 130.05 3
72.44
PAREDES LATERALES LECHO INTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
3.61 44.38 160 3
89.228
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
7.06 18.684 131.91 3
73.47
l camino
2m
NF
WL^2/12 WL^2/12
REVISION POR CORTANTE EN MUROS rtante que absorve el concreto (kg)
13824.77
En losa superior En losa inferior En muros laterales
CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE
CAPACIDAD DEL SUELO CARGA (kg/m^2) IDAD DEL SUELO (kg/m^2) R DE SEGURIDAD ">1.5"
11244.38 15000 1.33
B 29.37 kg 9093.66 kg
7929.37 kg
NO CUMPLE
15452.80 kg
C 19677.66 kg
REVISION POR CORTANTE EN MUROS rtante que absorve el concreto (kg)
En losa superior En losa inferior En muros laterales
13824.77
CUMPLE CUMPLE NO CUMPLE
CAPACIDAD DEL SUELO CARGA (kg/m^2) IDAD DEL SUELO (kg/m^2) R DE SEGURIDAD ">1.5"
7644.38 15000 1.96
B 8702.10 kg 80.07 kg 9093.66 kg
14680.07 kg
C 13377.66 kg
SI CUMPLE
LLA @ 19 cm
# 3 @ 4 cm
@ 8 cm
# 3 @ 19 cm
@ 19 cm
C DATOS: F'c Concreto (kg/cm^2) Peso especifico del concreto (kg/m^3) Fy acero de refuerzo (kg/cm^2) Peso especifico del suelo (t/m^3) Capacidad portante del suelo (kg/cm^2) Angulo de friccion interna del suelo (°) Profundidad del nivel freático (m)
250 2400 4200 1800 1.5 19 2
Camión de diseño Peso rueda trasera (kg)
HS-20-44 7250
DIMENSIONES DE LA SECCION Ancho de alcantarilla (Ancho de via) (m) Altura "H" (m) Ancho "B" (m) Espesor de losas "e" (m) Espesor "r" (m) Altura toral "A" (m) Ancho total "L" (m)
6 1.4 2 0.22 0.65 1.84 4.66
PESO DE LA ESTRUCTURA Peso losa superior (kg) Peso losa inferior (kg) Peso muro izquierdo (kg) Peso muro derecho (kg) Peso muro central (kg) Peso total de la estructura (kg)
2228.16 2228.16 971.52 971.52 739.2 7138.56
Peso de relleno sobre la estructura (kg/m^2)
1170
CALCULO DE CARGA VIVA Area de contacto Rueda HS-20-44 a (m) b (m)
0.2 0.51
Dimensiones de propagacion del area de contacto Propagacion a (m) Propagacion b (m)
2.069 2.379
Carga P (kg) Coeficiente de impacto Carga P+I (kg) Carga vehicular (kg/m^2)
7250 0.3799 9425 1914.81
EMPUJE DE TIE Superficie del camino
2.00 m
Angulo de friccion interna (Radianes)
0.3316 0.5088 2489.59 4220.48 5813.95
Coeficiente activo "Ka" Esfuerzo zona superior de muro (kg/m^2) Esfuerzo en el nivel freático (kg/m^2) Esfuerzo en la zona inferior del muro (kg/m^2)
ANALISIS EN SITUACION CARGAS ULTIMAS SOBRE LOS ELEMENTOS Carga sobre la losa superior (kg/m^2) Reacción del terreno (kg/m^2) Carga sobre la losa inferior (kg/m^2) Carga en zona superior del muro lateral (kg/m^2) Carga en zona inferior del muro lateral (kg/m^2)
5632.38 8720.22 -8720.22 2489.59 5813.95
5632.38 kg/m^2
2489.59 kg/m^2
A
B
C
D
E
F
5813.95 kg/m^2
-8720.22 kg/m^2
DISTRIBUCION DE MOMENTOS Rigideces = Tramos horizontales Tramos verticales Suma
4EI/L 1.716738197 2.173913043 3.890651241
Factores de distribucion 0.441 AB=CB=DE=FE 0.306 BA=BC=ED=EF 0.559 AD=DA=CF=FC
AD F. DIST M. EMP. 1.- M. DIST. TRANS. 2.- M. DIST. TRANS. 3.- M. DIST. TRANS. 4.- M. DIST.
CORTANTES EN LA ESTRUCTURA LOSA SUPERIOR En puntos extremos A y C (kg) En punto central B (kg)
4921.29 8202.16
LOSA INFERIOR En puntos extremos D y F (kg) En punto central E (kg)
7619.29 12698.82
EN PAREDES LATERALES CORTANTES ISOSTATICOS Puntos superiores A y C (kg) Puntos inferiores D y F (kg)
3411.84 4227.42
CORTANTE HIPERESTATICA V
CORTANTES FINALES Puntos superiores A y C (kg) Puntos inferiores D y F (kg)
-527.3428903
2884.50 4754.76
MOMENTOS EN CENTROS DE CLARO Losa superior Losa inferior En paredes laterales
1279.97 1942.33 684.80
3603.75 kg.m 1480.72 kg.m
1480.72 kg.m
A
B
1279.97 kg.m
1280.0 kg.m
684.80 kg.m
684.80 kg.m
1942.33 kg.m 2451.03 kg.m
1942.3 kg.m
D
E
2451.03 kg.m 5499.61 kg.m
ANALISIS EN SITUACION CARGAS ULTIMAS SOBRE LOS ELEMENTOS Carga sobre la losa superior (kg/m^2) Reacción del terreno (kg/m^2) Carga sobre la losa inferior (kg/m^2) Carga en zona superior del muro lateral (kg/m^2) Carga en zona inferior del muro lateral (kg/m^2)
5632.38 7037.81 -7037.81 2489.59 5813.95
5632.38 kg/m^2
2489.59 kg/m^2
A
B
C
D
E
F
5813.95 kg/m^2
-7037.81 kg/m^2
DISTRIBUCION DE MOMENTOS Rigideces = Tramos horizontales Tramos verticales Suma
4EI/L 1.716738197 2.173913043 3.890651241
Factores de distribucion 0.441 AB=CB=DE=FE 0.306 BA=BC=ED=EF 0.559 AD=DA=CF=FC AD F. DIST M. EMP. 1.- M. DIST. TRANS. 2.- M. DIST. TRANS. 3.- M. DIST. TRANS. 4.- M. DIST. TRANS. 5.- M. DIST. M. FINAL
REVISION POR CORTANTE EN MUROS Cortante absorvido por el concreto (kg)
12821.45
Losa superior Losa inferior Paredes laterales
CUMPLE CUMPLE CUMPLE
CALCULO DE MOMENTO POSITIVO EN MURO LATERAL Calculando el cortante igual a cero para determinar el momento máximo X (cortante igual a cero) f(x)=RA- (P1(2L-X)+P2X/2L)X f(x)^2
0.84 0.00 0.00
NOTA: Encontramos la distancia "X" con ayuda de la herramienta "SOLVER",cada vez que se cambien algun parametro del diseño se tendra que realizar de nueva cuenta el cálculo.
4921.29 kg 1480.72 kg.m
C
A 1480.72 kg.m
2884.50 kg
8
7619.29 kg
F
2451.03 kg.m 4754.76 kg
D
2451.03 kg.m
DE ESTRUCTURA VACIA MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO LOSA SUPERIOR Puntos "A y C" (kg.m) Punto "B" (kg.m) En centro de losa superior (kg.m) LOSA INFERIOR Losa inferior "D y F" (kg.m) Losa inferior punto "E" En centro losa inferior (kg.m) PARED LATERAL Pared lateral superior (kg.m) Pared lateral inferior (kg.m)
Area de acero (cm^2) Varilla a utilizar Separacion de barras (cm)
5.67 4 22
RA TODOS LOS ELEMENTOS
0.003333333
NO CUMPLE
0.019121284
SI CUMPLE
ARMADO DE LA ALCANTARILLA # 4 @ 14 cm
#3
# 4 @ 22 cm
#3
# 4 @ 22 cm
# 4 @ 22 cm
# 4 @ 22 cm
# 3 @ 23 cm
# 4 @ 22 cm
#3
# 4 @ 14 cm
#3
ERZOS CERO (cm^2) .03 .06 .67 .06 .67 .06 .03
No. DE BARRA PROPUESTA
SEPARACION (cm)
4 3 4 3 4 3 4
14 23 22 23 22 23 22
.06 .03 .06 .67 .06 .67 .06
3 4 3 4 3 4 3
23 14 23 22 23 22 23
N DE MATERIALES
men de acero LOSAS HORIZONTALES LECHO INTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
4.72 27.27 129 4
128.21
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
6.06 20.261 122.78 3
68.39
PAREDES LATERALES LECHO INTERIOR Acero principal Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)
1.9 27.27 52 4
51.61
Acero por temperatura Largo de barras (m) Numero de barras total de ml Varilla a utilizar # Total de varilla (kg)