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Cálculo estructural lecho de secado sección rectangular

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  • DISEO ESTRUCTURAL DE LECHO DE SECADO

    INTRODUCCION

    El proyecto que se disear es un tanque tipo seccin

    rectangular, se analizar y se disear conforme a la

    siguiente normativa:

    Normativa a Utilizar.

    Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures(ACI 350M-01) And Commentary (ACI

    350RM-01), Reported By ACI Committee 350.

    Design Considerations for Environmental Engineering Concrete Structures (ACI 350.4R-04), Reported by ACI

    Committee 350.

    Concrete Structures for Containment of Hazardous Materials (ACI 350.2R-04), Reported by ACI Committee

    350.

    Tightness Testing of Environmental Engineering Concrete Structures (ACI 350.1-01) and Commentary (350.1R-01),

    Reported by ACI Committee 350.

    Environmental Engineering Concrete Structures (ACI 350.R-89), Reported by ACI Committee 350.

    Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M-08) and Commentary, Reported by ACI Committee 318.

    Norma Tcnica del Reglamento Nacional de Edificaciones "Diseo Sismoresistente" E-030.

    Los dos folletos publicados por la Portland Cement Association: Circular Concrete Tanks Without

    Prestressing y Rectangular Concrete Tanks.

  • Modelacin de la estructura por elementos finitos.

    Presin del agua en cara interior:

    Presin del filtro en cara interior:

    Clculo del empuje del filtro

    Ka = tg ( 45 - /2 ) Ps = 1.90 T/m3

    = 32.00

    f = tg (Vaciado in-situ)

    f = 0.625 f < 0.60

    f = 0.60

    Ka = 0.31

    m = 0.6

    Ps' = Ps - m Pa m = coeficiente que depende del ndice de vacos del terreno

    Pa = Peso especfico del agua

    Ps' = 1.30 T/m3

    Ws = Ka Ps = 0.40 T/m3

    Presin el fondo para h=1.53

    Ws = 0.40 x 1.53 = 0.61 Ton/m2

    = 1.00 Ton/m3

    = 1.53 Ton/m2

    H

    gH

    gagua

    Sabemos, que la altura de nuestros muros son; 1.53 metros, adems que el peso especfico del agua es de; 1.00

    toneladas/metros cbicos, por lo que la presin en el fondo de los muros o tanque sern:

    1.5

    3

  • Presin del filtro en caras interiores:

  • Presin del agua en caras interiores

  • Combinaciones de carga = 1.4 WD + 1.7 Wagua + 1.7 Wfiltro

    Mvertical = 1.343 Ton-m

  • Combinaciones de carga = 1.4 WD + 1.7 Wagua + 1.7 Wfiltro

    Mhorizontal = 0.948 Ton-m

  • Vmax. =2.505 Ton/m

  • VERIFICACION DEL ESPESOR DEL MURO

    Ta = 3,135.0 Kg Traccin

    esh = 0.0003 cm coeficiente de contraccin del concreto

    fs = 1,400 Kg/cm2 acero para tensin directa

    As=Ta/Fs 2.24 cm2 Calculo del As

    Es = 2,040,000.00 Kg/cm2

    Ec = 217,370.65 Kg/cm2

    n=Es/Ec 9.38 Calculo de la constante n

    Espesor de muro h = 15.00 cm

    Esfuerzo a tensin actuante ft = 2.97 Kg/cm2 OK < 0.10 f'c = 21.00 Kg/cm2 Esf. Tensin permisible

    REVISION DEL CORTANTE

    a) Cortante lado largo borde inferior punto central

    cortante max V = 2,505.00 Kg

    Vc = 0.85 x 0.53 x raiz f'c x b x d

    Vc= 6,217.45 Kg

    Vu=1.7 x Vmax = 4,258.50 Kg

    Vu act = 4,258.50 Kg Vu act < Vc : OK

  • DISEO DE MUROS

    Mu = T.m

    K=Mu/b*d2 = Tn/cm2

    f'c = 210.00 kg/cm2 mn = 14/fy = 0.0033

    espesor muro h = 15.00 cm fy= 4200 kg/cm2

    b = 100.00 cm cont. Y temp. = 0.0018 ACI-318

    fy = 4,200.00 kg/cm2 As cont. Y temp. = 2.70 cm2

    Espesor de Muro H = 15.00

    Recubrimiento r = 5.00

    Diametro de fierro a flexion = 3/8

    Altura efectiva d = 9.52 cm cuantia max = 0.75* *fc/fy*6000/(6000+ fy) para fc

  • Mximo espaciamiento de las barras para control de fisuracin

    M = 0.790 Ton-m Mumn = M = 0.558 Ton-m

    As = 5.180 cm2 As = 3.887 cm2

    d= 9.52 cm d= 9.52 cm

    n= 9.38 n= 9.38

    = 0.0054 = 0.0041

    K= 0.27 K= 0.24

    j= 0.91 j= 0.92

    fs = 1,761 Kg/cm2 fs = 1,638 Kg/cm2

    dc = 5.48 cm dc = 5.48 cm

    factor z= 16,900 Kg/cm lmite de la distribucin del reuerzo a flexin para una grieta de 0.22 mm ACI 350-01 factor z= 16,900 Kg/cm lmite de la distribucin del reuerzo a flexin para una grieta de0.22 mm ACI 350-01

    s max = 14.73 cm > OK 12.86 cm s max = 18.31 cm > OK 18.00 cm

  • DISEO DE LA ZAPATA

    1.- DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA DE LA ZAPATA

    A.- CARGA MUERTA a (m) b (m) h (m) Pe (Kg/m3) Peso (Kg)

    Viga 25 x 20 0.25 7.15 0.20 2,400.00 858.00

    Viga 25 x 15 0.25 28.60 0.15 2,400.00 2,574.00

    losas 1.60 1.60 0.05 2,400.00 3,840.00

    Columnas 8 2.00 0.20 0.15 2,400.00 24.83

    Columnas 4 2.50 0.20 0.15 2,400.00 31.03

    Techo 11.30 8.30 50.00 4,689.50

    Impermeabilzante en muros 1.53 28.60 0.02 1,500.00 1,312.74

    Muro de ladrillo de soga 1.00 28.24 0.13 1,800.00 6,608.16

    Muro 1.53 28.60 0.15 2,400.00 15,752.88

    total Peso = 35,691.14

    Peso por ml. = 1,247.94

    Peso de la zapata 1.00 1.30 0.40 2,400.00 1,248.00

    B.- CARGA VIVA

    Sobrecarga en losa 1.28 200.00 256.00

    Peso del agua + filtro 1.53 0.75 1610.00 1,847.48

    Peso del suelo 1.25 0.40 1,800.00 900.00

    P

    PD = 1.25 Ton/m

    PL = 0.26 Ton/m

    Pz = 1.25 Ton/m

    M Pa = 1.85 Ton/m

    Psuelo = 0.90 Ton/m

    2.46 Ton/m2

    MD = 0.00 Ton-m

    ML = 1.34 Ton-m

    MS = 0.00 Ton-m

    M = 1.34 Ton-m

    R = 5.50 Ton/m

    X = 0.38 m

    e = 0.27 m

    2.46 Ton/m2

    0.40 m

    0.40 m 0.15 m 0.75 m

    1.30 m

    1 = -1.11 Ton/m2 2 = 9.57 Ton/m2

    X

    R

    sact (kg/cm2) s t (kg/cm2) OBS.

    0.96 1.00 OK

    CARGA DE SERVICIO POR METRO LINEAL (P)

    Presin del agua =

    ESFUERZOS EN EL TERRENO

  • 2.- ARMADURA DE LA ZAPATA

    CARGA POR RESISTENCIA ULTIMA

    Carga ltima

    P FCD = 1.40

    FCL = 1.70

    Pu = 1.4 PD + 1.7 PL

    M Pu = 8.60 Ton/m

    Mu = 2.28 Ton-m

    X = 0.35 m

    e = 0.30 m

    1 = -2.67 Ton/m2

    2 = 15.90 Ton/m2

    2.46 Ton/m2

    0.40 m

    0.40 m 0.15 m 0.75 m

    1.30 m

    1 = -2.67 Ton/m2 2 = 5.19 Ton/m2 2 = 15.90 Ton/m2

    X

    R

    M x-x = 1.91 Ton-m Reservorio lleno

    1/2 ''

    acero/2 = 0.635 cm

    Recubrimiento = 7.500 cm

    d = 31.87 cm

    b= 100.00 cm

    fc = 280.00 Kg/cm2 fy= 4200.00 Kg/cm2

    = 0.9

    Mu = 1.91 T-m/m

    a = 0.28 cm

    As = 1.59 cm 2 /m

    Se usara longitudinalmente varillas de:

  • rmin Asmin (cm2)

    0.003 15.60

    f (ref. cada/cara) s (cm) s (cm)

    1.27 16.00 15

    rmin Asmin (cm2)

    0.003 15.60

    f # total varillas usar #

    1.27 12.283 12

    REFUERZO TRANSVERSAL

    REFUERZO LONGITUDINAL