Memorias de Calculo Diseño de Box Coulvert 1x1

8/9/2019 Memorias de Calculo Diseo de Box Coulvert 1x1

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Box culvert 1x1 via La Guaripa - Sucre Pgina1 de 10

MEMORIAS DE CLCULO ESTRUCTURAL.

PROYECTO: Box culvert de 1.0x1.0mLOCALIZACIN: K21+550; K23+700; K34+400 PROYECTO: MANTENIMIENTO Y MEJORAMIENTO DE LA VIA SUCRE LA GUARIPA

MUNICIPIO DE SUCRE, DEPARTAMENTO DE SUCREPROPIETARIO: MUNICIPIO DE SUCRE - SUCREDISEADOR: Ing. Civil Gloria De La Ossa TmaraREVISOR: Ing. Civil Diana Patricia Arenas Madrigal

A continuacin se muestra el diseo estructural realizado para la construccin de un box culvert,localizado en la va Sucre La Guaripa, Municipio de Sucre - Sucre; la va proyectada es una calzadade 7.0 m de ancho, el box culvert solicitado tiene un ancho de 1.0 y una altura de 1.0 m, para cumplirlos requerimientos hidrulicos presentes en la abscisa.

Este diseo se hace por solicitud del Municipio de Sucre - Sucre y se realiz siguiendo los lineamientosestablecidos por la Norma Sismorresistente Colombiana (NSR-10), el cdigo Colombiano de diseossmico de puentes CCDSP 95, los resultados del estudio de suelo realizados por la firma INDESAS.A.S. y en la experiencia que se tiene en el campo de las estructuras.Siguiendo los parmetros anteriores se ha propuesto un sistema estructural en muros, losa de fondo ysuperior maciza de concreto reforzado, para el diseo del puente.

A continuacin se muestra la memoria de clculo estructural de la estructura en mencin.

1. DESCRIPCIN DEL PROYECTO.

Con el fin de permitir la continuacin de la va Sucre La Guaripa, sobre la abscisa en estudio, se

propone la construccin de un box culvert, basados en las exigencias mnimas de la Norma NSR 10,del CCDSP 95, el diseo hidrulico y en las caractersticas geotcnicas especficas del subsuelo, conel siguiente manejo estructural en concreto reforzado.El box culvert presenta unas dimensiones mnimas de 1.0m por 1.0m interno libre,. A continuacinpresentamos el anlisis, donde se define las restantes dimensiones.

2. METODO DE ANLISIS.El anlisis estructural empleado para las paredes, equivale a una viga articulada sujeta a cargas, deigual forma las losas de fondo y superior. Para las aletas de salida, estas se disearan bajo lasconsideraciones de un muro de contencin en voladizo. A continuacin encontrar el anlisis para cadaelemento.

2.1.1. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Resistencia especificada del Hormign a la compresin: fc = 280 kgf / cm cumpliendo requisitos de laNSR-10 tabla C.4.2.1 y C.4.3.1 para el tipo P1, donde se clasifica este tipo de estructura, se asigna estacategora de forma rutinaria, ya que no aplica a las otras clases de exposicin no aplican.Esfuerzo del acero a la fluencia nominal (para el acero longitudinal): f yf = 4.200 kgf / cm


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Revisin de dimensiones.

Para el predimensionamiento de la losa superior se tiene en cuenta el siguiente parmetro:Se considera que esta es una losa maciza, apoyada en muros, sin vigas interiores y son bacos. Por lo

tanto debe de cumplir con lo estipulado en la tabla CR.9.5 de la NSR 10. Lo que nos proporciona unespesor 6 cm pero por el sobrelleno considerado de mximo 1.0 m de altura, se usar un espesor de20.0 cm.Para los muros y la losa de fundacin se aplica el mismo principio, por lo tanto el espesor a usar es de20.0 cm.Estos espesores se verificarn al final, los cuales nos deben arrojar deformaciones 1.0% H.

2.1.2. SOLICITACIONES DE CARGA EN EL MURO

Las condiciones en cuanto a cargas, se encuentran dispuestas en el captulo B, usaremos el mtododel estado lmite de los materiales que se encuentra en el artculo B.2.4.2.Para el muro, fondo y losa superior se consideran las siguientes cargas:

Carga muerta: corresponde al peso propio de la estructura, ms la carga del sobrelleno. Empuje del suelo de lleno: empuje que ejerce el material de lleno de soporte. Empuje del suelo natural: empuje que ejerce el terreno natural al muro. Empuje por la sobrecarga del trnsito carga viva. Carga Ssmica: El cdigo Colombiano de Diseo Ssmico de Puentes CCSP-95 en su artculo

A.3.5.1.2, exime a los puentes enterrados tipo Box culvert del anlisis ssmico.


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Para (B.2.4-1) queda 1.4D ya que el proyecto no presenta cargas debida al peso y presin de los fluidosPara (B.2.4-2) queda 1.2D + 1.6L + 1.6H ya que Lr , G, Le, no aplican.Para (B.2.4-3 y B.2.4-4) queda 1.2D + L ya que Lr , G, Le,W no aplican.Para (B.2.4-5) queda 1.2D + 1.0 L. Igual a la anterior ya que E, no aplica..Para (B.2.4-6) queda 0.9D + 1.6H ya que W, no aplican.Para (B.2.4-7) queda Igual a la anterior ya que E, no aplica.

COMBO N 1 ________________________1.4DCOMBO N 2 ________________________1.2D + 1.6L + 1.6HCOMBO N 3 ________________________1.2D + LCOMBO N 4 ________________________0.9D + 1.6H

Donde: D = Carga Muerta.L = Carga Viva.H = cargas debidas al empuje lateral del suelo.

ANALISIS DE CA RGA MUERTA

CARGA MUERTA

Se refiere a el peso por metro lineal de la carga muerta, generadapor el peso propio del box-culvert ms el relleno.

a. Losa Superior =Bt*t*2,4 = 0.67 t/mlb. Losa Inferior =Bt*t1*2,4 = 0.67 t/mlc. Peso muros=3*hb*t*2,4 = 1.44 t/ml


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Peso Box-culvert = 2.78 t/mld. Peso rell. =Pesohm*hr*Bt = 3.09 t/ml

e. Presin en la losa inferior = Carga muerta /Bte. Presin en la losainferior = 4.20 t/ml/mlf. Presin en la losa superior = (a+d)/Btf. Presin en la losasuperior = 2.69 t/ml/ml

La presin admisible debe ser mayor que la presin en laLosa inferior. Cumple pues s= 7,2 T/m2

ANALISIS DE CA RGA PA RA EL EMPUJE DE TIERRAS

DATOS DEL RELLENOPeso vol suelo = 2.21 t/m3Ang. friccin = 8.00 Gradoscohesin = 3.00 t/m2

E = Peso hmedo*(h')*Ka ; Donde

E = Empuje activo en ton/ml/mlPeso hmedo = Peso del terreno hmedo en t/m 3

h' = Altura al nivel de evaluacin del empuje; en mKa = Coeficiente de presin activo , se toma igual al de reposo


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Considerando la imposibilidad de las paredes para moverse.

De acuerdo a relacin de Jaky ; Ko = 1-sen (ang. friccin)

Ko = 0.86

En la parte superior del Box-culvert; Es = 1.90 t/ml/mlEn la parte inferior del Box-culvert; Ei = 4.19 t/ml/ml

ANALISIS DE CA RGA VIVA

Como es una va terciaria se trabajar como camin de diseo C-32-95

PESO TOTAL : 32.00 TonEJE DELANTERO E = 8.00 TonEJES TRASERO E = 12.00 Ton

Teniendo en cuenta que la luz del box-culvert L1 es menor de 7,30m , el momento mximoPor carga viva se produce cuando el eje trasero se encuentra en la mitad de la luz.

La carga viva se distribuir en una franja de ancho 2E, siendo E = 1,22+0,06*L1


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E = 1.60 < 2,13 m

Entonces 17,30/2E = 4.43 ton/mlFACTOR DE IMPACTOEl impacto dinmico ocasionado por el movimiento de la carga viva es funcin de laluz estructural. El mximo impacto debe ser del 30%

i= 15,24/(38,10+L1) = 0.38

Se toma i= 0.30La relacin 17,30/2E *(1+i) es = 5.76 ton

La reaccin en la fundacin es 17,30/2E/Bt = 2.3 t/ml/mlP=17,30/2E*(1+i) = 5.76

Anli si s de estructuralProcedemos a realizar el anlisis del muro, losa superior e inferior en el programa SAP 15.0.0,sometido a empuje, carga muerta y viva.


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ELEMENTO b h max

cm .

calccm .

Vm axKg.

Mm axKg-cm

calculada mnima mximarea de acero

cm2Acero a colocar

0.00333 3.14 6 3/8" en 1 m C/d 20 cm.

0.00180 3.146 3/8" en 1 m C/d 20 cm.

Ambas c aras

0.00333 4.46 4 1/2" en 1 m C/d 30 cm.

0.00180 3.146 3/8" en 1 m C/d 20 cm.

Ambas c aras

0.00333 4.46 6 1/2" en 1 m C/d 20 cm.

0.00180 3.146 3/8" en 1 m C/d 20 cm.

Ambas c arasLosa Inferior 0.01600

Losa superior 100 20 0.68 16,376.00 452,886.00 0.00188

2

0.00185 0.01600

100 20 0.26 10,849.00 -470,847.00 -0.00241

0.016002

Muro 100 20 0.31 7,258.00 327,436.002

Vmax /bh < 0,53 Fc La estructura no requiere refuerzo por cortante.Los desplazamientos que se generan son de baja magnitud (menores que 0.01H) por lo que puedeconcluirse que las dimensiones de la estructura son satisfactorias para soportar las condiciones deesfuerzo a las que estar sometida.

Acero mn imo por retracc in y fraguado

La NSR-10 en el literal C.23-C.1.1.2, solicita que este tipo de estructuras deben contar con un diseo talque controle el agrietamiento y la fisuracin para impedir el flujo de lquidos entre el interior y su exterior.Por lo anterior la cara opuesta de cada elemento debe tener acero por fraguado. En la tabla anterior sepuede apreciar estos valores.

Los despieces se pueden revisar en plano.

6 C/d 30cm.


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3. NOTAS GENERALES Y RECOMENDACIONES PARA LA CONSTRUCCIN

Para la construccin del box culvert en concreto reforzado, se propone el siguiente procedimiento:

Excavacin para alcanzar suelo de apoyo, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones. Esta excavacin se debe adelantar en tramos de longitud mxima de 6 metros. Manejo de las aguas freticas de manera adecuada y segura. Vaciado del solado.

Se arma el acero de refuerzo de la fundacin, teniendo presente la necesidad de formaletearpara conformar la junta de construccin de diseo.

Se procede al vaciado del concreto de la losa de fondo con resistencia fc=280.0 MPa. Durante el proceso constructivo se debern formar juntas fras, tambin conocidas como juntas

de construccin o de trabajo que se producen cuando se interrumpe el vaciado de concreto porun perodo de tiempo tal que el concreto se endurece completamente, antes que el proceso devaciado contine y no se interrumpe el refuerzo el elemento estructural. Para el caso especficodel muro las juntas fras se conforman en los siguientes puntos:

En el vaciado de la fundacin en la zona de contacto con el muro.En la suspensin de los vaciados de fundaciones y muros, cuando por la presencia dedificultades o algn imprevisto en la obra no se pueda realizar el vaciado.

Los criterios de manejo de las juntas fras o de trabajo en los elementos de concreto reforzado,son los siguientes:En las fundaciones pueden hacerse rematando el vaciado con un ngulo de 45.En los muros puede hacerse conformando la junta longitudinal totalmente horizontal y la juntade remate en un extremo o transversal totalmente vertical y sin inclinaciones.S el perodo de tiempo transcurrido entre los dos vaciados del concreto es inferior a las 24horas, se recomienda realizar le siguiente procedimiento: Limpiar la superficie con cepillo dealambre o grata metlica, hasta obtener una superficie rugosa y limpia, con el agregado gruesoexpuesto. Sobre la superficie inmediatamente antes del segundo vaciado se procede a aplicaruna lechada bien cargada de cemento.

S el perodo de tiempo transcurrido entre los dos vaciados del concreto es superior a las 24horas, se recomienda realizar le siguiente procedimiento: Limpiar la superficie con cepillo dealambre o grata metlica, hasta obtener una superficie rugosa y limpia, con el agregado gruesoexpuesto. Sobre la superficie inmediatamente antes del segundo vaciado se procede a aplicaruna resina epxica de curado lento tipo sikadur 32 primer o equivalente, para la unin delconcreto viejo con el nuevo, cumpliendo con las recomendaciones del fabricante (entre ellasgarantizar que la superficie de contacto este limpia de polvos y grasas, y que se encuentretotalmente seca), y posteriormente se realiza el segundo vaciado de concreto.

Para la construccin del box culvert se debe garantizar la conformacin de juntas de separacino dilacin, la cual tiene por objetivo generar la longitud necesaria para que los materialesconstitutivos se dilaten y se contraigan libremente para absorber los esfuerzos generados porretraccin y fraguado o por los cambios de temperatura. Las juntas de separacin, se debenconstruir bajos las siguientes recomendaciones:La longitud mxima de vaciado de un tramo debe ser inferior a 6.0 metros o menor cuandoexistan cambio de pendiente del canal.El extremo de la junta debe garantizar el libre movimiento entre cada uno de los tramos.

Para continuar con el armado del acero de refuerzo antes del vaciado del concreto de losmuros, se debe verificar que el refuerzo de las paredes se encuentre en el sitio especificado enel diseo, a la altura de la fundacin. Cuando por alguna razn las barras queden desalineadaso con diferente espaciamiento respecto al diseo, se recomienda:No doblar o perriar el refuerzo.La barra se deja en el sitio cuando se encuentre mal ubicada pero en el interior del espesor delmuro.


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La barra se reemplaza por una nueva barra bien ubicada y dispuesta en el elementos medianteel anclaje en el concreto base con una resina epxica de curado rpido tipo Hilti o equivalente ysiguiendo las recomendaciones del fabricante.

Las longitudes de anclaje para los diferentes dimetros de las barras, son: Para 3/8

Lanclaje=0.14 metros y para barras de Lanclaje=0.18 metros. Cualquier pase de tubera que se deba dejar en los muros o losa superior para evacuar losfiltros, requiere de un refuerzo adicional de 3/8c tipo estribo, dispuesto en tres capasalrededor de la perforacin.

Cualquier modificacin en especificaciones, detalles de refuerzo, dimensiones y demscondiciones del diseo estructural, ser responsabilidad de quien la ordene y la ejecute.

La longitud de la varilla incluye la longitud del gancho. Todas las barras en sus extremos debentener como mnimo gancho estndar a 90 o a 180.

Donde no se especifique gancho o cuando se especifique gancho y no exista medida, se usargancho estndar.

Cuando no se especifique longitud de traslapo, se usar la longitud mnima recomendada por laNSR- 10.

No se permite soldar el refuerzo.

Todas las medidas en los planos estn en metros a menos que se indique otra unidad. Cualquier condicin en obra que no se ajuste a lo planteado en el diseo estructural, se deberinformar de manera oportuna al ingeniero consultor responsable de los diseos, para que tomelos correctivos pertinentes.

4. CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES

Deben realizarse ensayos sobre muestras representativas de los materiales de construccincumpliendo las siguientes normas:Para el acero de refuerzo:

El refuerzo corrugado debe cumplir la norma NTC 248.Para el concreto:

Se debe utilizar en el diseo de mezclas agregado de origen sedimentario (caliza). La elaboracin y curado de especmenes de concreto deben cumplir l norma NTC 550. El ensayo de resistencia a la compresin simple de cilindros de concreto debe cumplir la norma

NTC 673.Para los vaciados de concreto deben tomarse muestras mediante cilindros para ensayos de resistenciade concreto con la siguiente periodicidad:

1 Muestra al da. 1 Muestra por cada 40 m3 de concreto vaciado. 1 Muestra por cada 200 m2 de rea de losas o muros. 1 Muestra de concreto de muros por cada vaciado. 1 Muestra de concreto por cada tipo de mezcla.

La muestra consta de 6 cilindros: 2 para fallarlos a los 7 das, 2 para fallarlos a los 28 da y quedan 2testigos ara fallarlos a los 56 das en caso de ser necesario.

Cualquier inquietud comunicarse con las diseadores.

Yo Gloria Elena De La Ossa Tmara, Certifico que cumplo con la experiencia profesionalexigida por la reglamentacin vigente y que el diseo estructural de esta edificacin,expresado en la memorias de clculos y en los planos adjuntos, cumple con las


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disposiciones del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistentes NSR-10 (Ley400/97, Decreto 926 del 16 de marzo de 2010).

Firma del Ing CalculistaNombre del Ing Calculista GLORIA ELENA DE LA OSSA TMARA Matricula Nmero 22202-134759 CORFecha de expedicin 28/09/2006Direccin Carrera 17 # 33 26Telfono 2 76 32 38

Certifico que cumplo con la experiencia profesional exigida por la reglamentacin vigente yque el diseo estructural de esta edificacin, expresado en la memorias de clculos y en losplanos adjuntos, y el estudio geotcnico, cumple con las disposiciones del ReglamentoColombiano de Construccin Sismo Resistentes NSR-10 (Ley 400/97, Decreto 926 del 16 demarzo de 2010).

Firma del Ing RevisorNombre del Ing Revisor Diana Patricia Arenas MadrigalMatricula Nmero 05202-66059Fecha de expedicin 18/06/97Direccin Carrera 78 N45 A 61Telfono 250 42 27

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