DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLA TIPO MARCO

RECONSTRUCCION DE TRAMO 1+379 CALLE PAITA PANAMERICANA HASTA CALLE 05 DE AGOSTO DEL DISTRITO DE SALITRAL –
Proyecto : PROVINCIA DE SULLANA – PIURA
Obra : ALCANTARILLA TIPO MARCO

PREDIMENSIONAMIENTO DATOS DE DISEÑO

peso HS - 15 25 Tn 11 Tn 11 Tn 3 Tn
Altura interior H= 1.20 Tren de Carga Wrueda 5500.00 Kg
Ancho de alcantarilla b= 1.80 Peso espec. Conc γc = 2400.00 Kg/m3
Espesor losa superior Els = 0.20 P espec. Terreno γs = 1800.00 Kg/m3
Espesor losa inferior Eli = 0.20 Altura de relleno h= 0.30 m
Espesor Muros Em= 0.20 Ang. de roz interno Ø= 26
ancho tributario a 1.00 Coef. Empuje activo Ea 0.390
long. De calculo l 1.00 Capacidad portante s = 0.80 Kg/cm2
HS-20 8 TN
ANÁLISIS EN LOSA SUPERIOR
Peso propio losa superior
Ws = a x l x Els x γc = 480 Kg/m
h= 0.30 Em Em
Peso del relleno 0.20 b= 1.80 0.20
Wr = h x a x γs = 540 Kg/m

Peso por sobrecarga (L) Els = 0.20

L =Wrueda / b 2750 Kg/m

Carga distribuida total losa superior (Dls) H= 1.20 L=H+(Els+Eli)/2

Dls= Ws + Wr + L 3770.00 Kg/m 1.40

ANÁLISIS EN LOSA INFERIOR

Carga sobre losa inferior Wi Eli = 0.20
Wi = γc x (Ae - Ai) x a / (b+2xEm) 1632 Kg/m
L = b + Em = 2.00
Peso del relleno
Wr = h x a x γs = 540 Kg/m

Peso por sobrecarga (L)

L =Wrueda / b 2750 Kg/m 3770.00 Kg/m

Carga distribuida total losa inferior (Dli) 720.00 a b 720.00 Kg/m

Dli= Ws + Wr + L 4922 Kg/m

ANÁLISIS EN PAREDES LATERALES

Carga en nudo superior
q1= Qs = γs x (h+Els/2) 720 Kg/m

Carga en nudo inferior

q2= Qi = γs x (h+H+(Els+Eli)/2) 3240 Kg/m

MOMENTOS DE EMPOTRAMIENTO PERFECTO 3240.00 c d 3240.00 Kg/m

TRAMO ab
Mab = - qL^2/12 -1256.67 Kg-m
Mba = + qL^2/12 1256.67 Kg-m 4922 Kg/m
 DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLA TIPO MARCO
RECONSTRUCCION DE TRAMO 1+379 CALLE PAITA PANAMERICANA HASTA CALLE 05 DE AGOSTO DEL DISTRITO DE SALITRAL –
Proyecto : PROVINCIA DE SULLANA – PIURA
Obra : ALCANTARILLA TIPO MARCO

TRAMO cd CALCULO DE INERCIAS I = b'xh^3/12

Mcd = qL^2/12 1640.67 Kg-m Iab = 0.0010 b' = 1.55 m
Mdc = - qL^2/12 -1640.67 Kg-m Icd = 0.0010 Els = 0.20 m
Iac = 0.001 Eli = 0.20 m
TRAMO ac = TRAMO bd Ibd = 0.001 Em = 0.20 m
Mac = -(q1L^2/12 +(q2-q1)xL^2)/30) 576 Kg-m = - Mbd
CALCULO DE LAS RIGIDECES K=I/L
Mca = +(q1L^2/12 +(q2-q1)xL^2)/20) -744 Kg-m - Mdb Kab=Kba = 0.0005 Lab = 2.00
Kcd=Kdc = 0.0005 Lac = 1.40
Kac=Kca = 0.00071
Kbd=Kdb = 0.00071

CALCULO DE LOC COEFICIENTES DE DISTRUBUCIÓN CALCULO DE LAS RIGIDESES

Nudo a Kab Kac Desc. Long Inercia (I) Rigi. (K)
Sums K = Kab+Ka 0.00050 0.00071 0.00121 Kab=Kba = 2.00 0.0010 0.00050
Kcd=Kdc = 2.00 0.0010 0.00050
Dab= 0.413 Kac=Kca = 1.40 0.001 0.00071
Dac = 0.587 Kbd=Kdb = 1.40 0.001 0.00071
Σ 1.000

Nudo b Kba Kbd Nudo c Kca Kcd

Suma K = Kba +Kb 0.00050 0.00071 0.00121 Suma K = Kca +Kcd 0.00071 0.00050 0.00121

Dba = 0.413 Dca = 0.587

Dbd = 0.587 Dcd = 0.413
Σ 1.000 Σ 1.000

0.413 0.413
Nudo d Kdc Kdb a -1256.7 1256.67 b
Suma K = Kdc +Kd 0.00050 0.00071 0.00121 576 -576
0.587 0.587
Ddc = 0.413
Ddb = 0.587
Σ 1.000

NUDO MAS DESEQUILIBRADO Nota: El signo del momento depende

NUDO a -680.67 SECUENCIA de lado que se encuentra 0.587 0.587
NUDO b 680.67 c, d, a, b -744 744
NUDO c 896.67 c 1640.67 -1640.67 d
NUDO d -896.7 0.413 0.413 d
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DISTRIBUCIÓN DE MOMENTOS MÉTODO DE CROSS

PROMERA INTERACIÓN
NUDO c NUDO d
SUMA Mtos 896.67 SUMA Mtos -896.7

NUDO a NUDO b
SUMA Mtos -680.67 SUMA Mtos 680.67

2
-680.67 -1256.67 1256.67 680.67
a 0.413 0.413 b
0.587 389.97628 194.99 0.587
576 -263.073 -246.51 -493.01 317.43 -576
553.77 162.53 81.27 -700.07
* -146.82 -44.28 -88.55 133.03
230.79 43.64 21.82 -125.74
-61.34 -10.94 -21.88 31.12
61.97 10.93 5.47 -31.06
-15.52 -2.73 -5.47 7.76
15.53 2.73 1.37 -7.76
-3.88 -0.68 -1.37 1.94
3.88 -1.94
-0.97 -951.99 951.31
950.34 -951.31

-1294.24 1293.27
-1.94
1.94
-7.76 -0.97
7.76 3.88
-31.04 -3.88
30.99 15.53
-122.68 -15.53
115.40 62.24
-293.64 -62.87
276.88 266.06
-526.15 -350.04
-744 634.852894 744
0.587 0.587
c 0.413 -370.52 -185.26 0.413 d
896.67 1640.67 223.54 447.08 -1640.67 -896.67
-206.79 -103.39
93.68 187.37
-86.40 -43.20
21.92 43.83
-21.86 -10.93
5.47 10.94
-5.47 -2.73
1.37 2.73
-1.37 -0.68
1294.24 -1294.92
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MOMENTOS FLECTORES
CALCULO DE LOS MOMENTOS POSITIVOS
LOSA SUPERIOR Datos
Momento max. Simplemente apoyado w= 3770.00 Kg/m
Mmax = w x L^2/8 1885.00 Kg-m L 2.00 m
Ma 951.99 Kg-m

Mometto positivo al centro

M+ = Mmax - Ma 933.01 Kg-m

LOSA INFERIOR Datos

Momento max. Simplemente apoyado w= 4922.00 Kg-m
Mmax = w x L^2/8 2461.00 Kg-m L 2.00 m
Ma 1294.24 Kg-m

Mometto positivo al centro

M+ = Mmax - Ma 1166.76 Kg-m
q1= 3240.00
ANALISIS EN LOS MUROS (q1 - q2) 2520.00 q2= 720.00
Calculo de las Reacciones
Rc = q2L/2+(q1-q2)L/3-(Ma+Mc)/L c a
Rc = 2571.95 Kg Mc -1294.2 950.34 Ma
Ra = q2L/2+(q1-q2)L/6-(Ma+Mc)/L Rc L 2.00 m Ra
Ra = -1388.1 Kg 2571.95 -1388.1

Ecuación del Momento

Mx = RaX-(q1-q2)X^3/6L - q2X^2/2 - -2961.05
Mmax =(Ma+Mb)/2-Mx 3133.00 Kg-m

Ecuación del Cortante

Vx = (q1 -q2)X^2/2L+ q2X - Ra Ra -1388.1 A =(q1-q2)/2L 630
Mx = máx. cuando Vx =0 q1 3240 B = q2 720
q2 720 C = Ra -1388.05
Ubicación del Mmax. Vx 0
AX^2 + BX - C =0
Discr. = B^2 - 4*A*C
X=(-B+(B^2-4AC)^0.50)/2A 1.02
w = 3770.00 Kg/m
ESFUERZOS CORTANTES
LOSA SUPERIOR Ma = -951.99 Mb= 951.31
Vab =wL/2-(Ma-Mb)/L 3770.34
Vba =-wL/2-(Ma-Mb)/L -3770.34
Va = L 2.00 m Vb =
LOSA INFERIOR
Vcd =wL/2-(Mc+Md)/L 4922.00
Vdc =-wL/2-(Mc+Md)/L -4921.66
Va = L 2.00 m Vb =
MURO VERTICAL
Vca =(q2xL/2+(q1-q2)xL/3)-(Mc+Ma)/L 2571.95
Vac =-(q2xL/2+(q1-q2)xL/6)-(Mc+Ma)/ -1388.05 Md = 1294.24 Mc= -1294.9

w = 4922.00 Kg/m

q1= 3240.00
(q1 - q2)= 2520.00 q2= 720.00

c a
Mc -1294.24 Ma 950.34
Rc L 2.00 m Ra
2571.95 -1388.05

DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES DIAGRAMA DE CORTANTES

Ma = -951.99 Mb = 951.31 Mb 3770.34

Ma 950.34 Mb = -951.31 -1388.1 -1388.1

M+ = 933.01
-3770.34
X 1.02
X= 1

3133.00 3133.00

-4921.66

M+ = 1166.76 2571.95 2571.95

-1294.2 1293.27 4922.00

 DISEÑO ESTRUCTURAL DE ALCANTARILLA TIPO MARCO
RECONSTRUCCION DE TRAMO 1+379 CALLE PAITA PANAMERICANA HASTA CALLE 05 DE AGOSTO DEL DISTRITO DE SALITRAL –
Proyecto : PROVINCIA DE SULLANA – PIURA
Obra : ALCANTARILLA TIPO MARCO

1294.24 -1294.9
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DISEÑO POR SERVICIO CALCULO DEL ACERO

Momentos de diseño As=Mt/(j*d*fs)

M(+) losa superior 933.01 Kg-m Losa superior 4.17 cm 2
M(+) losa inferior 1166.76 Kg-m Losa inferior 5.21 cm 2
M(-) Muros 1294.24 Kg-m Muros 5.78 cm 2

Cálculo del acero minima As min=14*b*d/Fy o 0.002bd

DISEÑO POR SERVICIO Losa superior 5.00 cm 2
Fy= 4200 4200 Kg/cm2 Losa inferior 5.00 cm 2
F'c= 210 210 Kg/cm2 Muros 5.00 cm 2
fc=0.4F'c 84 84 Kg/cm2
fs=0.4*Fy 1680 1680 Kg/cm2 As min. > As calculado, se colocará el As min. Colocar
r=fs/fc 20 20 Losa superior 1/2" 25.40 cm Ø 1/2 @ 0.20
n=2100000/(15000(raizF'c)) 10.000 10.000 Losa inferior 1/2" 24.38 cm Ø 1/2 @ 0.20
K= n/(n+r) 0.333 0.333 Muros 1/2" 25.40 cm Ø 1/2 @ 0.25
J=1-K/3 0.889 0.889
Acero de repartición Ar =As/(raiz(3.28*L)) Colocar
VERIFICACION DEL PERALTE Losa superior 3/8" 1.952 36.37 Ø 3/8 @ 0.29
d=raiz(2*M*/(fc*j*k*b) Losa inferior 3/8" 1.952 36.37 Ø 3/8 @ 0.30
Losa superior * 8.66 cm Muros 3/8" 1.952 36.37 Ø 3/8 @ 0.30
Losa inferior 9.68 cm
Muros 10.20 cm Acero de Temperatura Ast=0.0018*b*d Colocar
Losa superior 1/2" 2.7 47.037 Ø 1/2 @ 0.35
considerando recubrimiento ( r ) 5 cms Losa inferior 3/8" 2.7 26.296 Ø 3/8 @ 0.25
Espesores de las losas (E) Muros 3/8" 2.7 26.296 Ø 3/8 @ 0.25
E = d + 5cm
Losa superior 14 < 20.00 NOTA
Losa inferior 15 < 20.00 * Con el acero indicado se asegura, a la estructura de los efectos de impacto
Muros 15 < 20.00 por carga vehicular que se producen constantemente por el trafico .
* Losa superior utilizar concreto
F'c = 280 Kg/cm2
CHEQUEO POR CORTE
Esfuerzo cortante actuante v = V/bd
Cortante Esfuerzos
Cortante Losa superior 3770.34 1.889895 < 4.202 OK
Cortante Losa inferior 4922.00 2.467168 < 4.202 OK
Cortante Muros 2571.95 1.289198 < 4.202 OK

Esfuerzo cortante resistente (Vc) Vc = 0.29 x raiz(f'c)

Losa superior 4.202499
Losa inferior 4.202499
Muros 4.202499

PRESION DE LA ESTRUCTURA SOBRE EL TERRENO Carga unitaria, F = 7771.74 kg/m

Las cargas vivas del tráfico: Qt = 7771.74 kg I = 14.97/ (L + 37.41), L= la luz en metros = 1.65 m
Cargas por el peso propio Qp= 3264.00 kg I= 0.383257 Imax = 0.30 m
Carga por el peso del agua Qa= 1800.00 kg Area de distribución
La presión es: 0.78 kg/cm2 ancho de área= 0.6 + 2d = 0.92
El factor de seguridad = sc/st = 1.03 < 2.00