Diseo de AlcantarillaDISEO ESTRUCTURAL DE UNA SOLA ALCANTARILLABASE DE AASHTO LRFD DISEO DE PUENTES 2007 SI Cliente:Municipalidad Distrital de UcoDiseado Por:Ing. Dunay F. Roque RodriguezFecha:9-Mar-15Proyecto:"Mejoramiento de Vias en la Zona Urbana del Distrito de Uco, Provincia de Huari, Regin Ancash".Verificado Por:Fecha:Version 1.0 DATOS DE ENTRADAResistencia a la Compresin del Concreto, f'c21MPALimite Elstico del Acero, fy420MPAPeso Volumetrico del Concreto, gc24kN/cumPeso del Suelo Saturado, gs21kN/cumAltura de Alcantarilla, H1000mmBase de la Alcantarilla, B800mmEspesor del Muro, tw150mmEspesor de la losa, tts200mmEspesor de la Base de losa, tbs150mmAltura del relleno, hf0mmServicios Impuestos a Carga Muerta, wd0KPaPresin del Suelo Admisible, Qa390KPaAngulo de Friccin del Suelo, f32Deg.Diametro del Acero de Refuerzo12mmDistancia del Concreto al Centro de la Varilla7mmResumen de DiseoN Capas del Refuerzo1Estado a CortanteO.K.Espaciamiento del Acero principal100mmEstado a FlexionO.K.Espacio del Acero Por Temperatura100mmEstado a Presin del SueloO.K.Cargas en la AlcantarillaA los efectos de diseo se considera una longitud de un metro de la alcantarilla.Losa SuperiorCargas Vivas Vehiculares (HS 20 AASHTO Camin)Incluya Cargas vivas de hf < 2400mmhf =0mmLL Considerado.Diseo Basado en (AASHTO 4.6.2.10)Factor de Presencia Multiple1.20El trfico que viaja paralelo a abarcar(AASHTO 3.6.1.1.2)Ancho de carga distribuida (paralelo al atravesar)250mm(AASHTO 3.6.1.2.6)Duracin de la carga distribuida (perpend. Para atravesar)2500mm(AASHTO 3.6.1.2.6)La intensidad de la presin a la profundidad especificada de relleno232.00KPaEje de Carga = 145 KNCarga lineal en la losa superior232.00KN/mAsumido para actuar en anchura completa de la losa.Incremento por carga dinmica (factor de impacto)(AASHTO 3.6.2.2)IM = 33(1 - 0.00041 hf) > 0%33.00%Factor para aumentar la carga viva debido a los efectos de impactoEl aumento de la carga viva lineal370.27KN/mImpacto y factor de presencia mltiple incluido.Peso del relleno de tierraPeso lineal de relleno en la losa0.00KN/mCargas muertas impuestasCargas Muertas Lineales en la losa0KN/mPeso PropioCarga Lineal Impuesta en la Losa4.8KN/mLas Paredes LateralesPresin del Suelokah = (1 - senf ) / (1 + senf )0.307Sobreesfuerzo en las paredes laterales, debido a la parte superior del suelo0.0KPa(cont'd)Sobre Altura por Relleno (h' = s / gs )0.0mPresin lineal en la parte inferior de la pared lateral6.5kN/mPeso PropioDos Paredes Laterales = tw (H - tbs - tts) gc4.7KNLosa InferiorPeso propio de toda la estructuraLa presin del suelo lineal debido a la estru. peso propio14.250kN/mver nota 1Cargas vivas vehiculares (HS 20 AASHTO Camin)La presin del suelo lineal debido a las cargas vivas370.27KN/mSee note 1Diagramas de carga factorizadaEl factor de carga para la carga muerta1.25(AASHTO 3.4.1)El factor de carga de empuje horizontal1.50(AASHTO 3.4.1)El factor de carga para carga viva1.75(AASHTO 3.4.1)6.00647.980.000.009.79.717.813647.98ANLISIS DE LA ESTRUCTURALa estructura se analiz mediante el mtodo de distribucin de momentos.El momento de extremo fijo en cada unin es la superposicin de los momentos de empotramiento debido a cargas de presin muertas, vivas y tierra.PuntoABDCElementoACABBABDDBDCCDCALongitud0.650.800.800.650.650.800.800.65Momento de Inercia0.01250.01670.01670.01250.01250.01250.01250.0125Factor de Distribucin0.480.520.520.480.550.450.450.55FEM0.14-34.8834.88-0.140.20-35.5135.51-0.20Distribucin16.6818.07-18.07-16.6819.4815.83-15.83-19.48Continuar-9.74-9.039.039.74-8.34-7.917.918.34Distribucin9.019.76-9.76-9.018.977.29-7.29-8.97Continuar-4.48-4.884.884.48-4.51-3.643.644.51Distribucin4.494.87-4.87-4.494.503.65-3.65-4.50Continuar-2.25-2.432.432.25-2.25-1.831.832.25Distribucin2.252.43-2.43-2.252.251.83-1.83-2.25Continuar-1.12-1.221.221.12-1.12-0.910.911.12Distribucin1.121.22-1.22-1.121.120.91-0.91-1.12Continuar-0.56-0.610.610.56-0.56-0.460.460.56Distribucin0.560.61-0.61-0.560.560.46-0.46-0.56Continuar-0.28-0.300.300.28-0.28-0.230.230.28Distribucin0.280.30-0.30-0.280.280.23-0.23-0.28Suma de Momento16.10-16.1016.10-16.1020.30-20.3020.30-20.30(cont'd)DIAGRAMAS DE MOMENTOS Y FUERZAS CORTANTESLosa SuperiorMmax (+)36.22kN/mMmax (-)-16.10kN/mMomento de Diseo36.22kN/mVmax (+)261.59kNVmax (-)-235.43kNCortante de Diseo37.28kNDistancia de la cara del soporteLosa InferiorMmax (+)20.30kN/mMmax (-)-32.96kN/mMomento de Diseo32.96kN/mVmax (+)266.32kNVmax (-)-266.32kNCortante de Diseo71.24kNA la Distancia de la Cara de Soporte(cont'd)Las Paredes LateralesMmax (+)20.30kN/mMmax (-)-16.10kN/mMomento de Diseo20.30kN/mVmax (+)-53.90kNVmax (-)-57.04kNCortante de Diseo56.40kNA la Distancia de la Cara de SoporteCHEQUEO DE ESPESORLa resistencia al cortante proporcionada por el concreto = fVc = f0.17 (f'c)0.5 bw d(ACI 11.2.1.2)Elementod (mm)fVc (kN)Vd (kN)EstadoLosa Superior193112.837.3O.K.Losa Inferior14383.671.2O.K.Paredes Laterales14383.656.4O.K.CALCULO DEL REFUERZOCuanta de armadura mnima de refuerzo principal, min0.0012ver Nota 2(AASHTO 5.10.8)Cuanta de armadura mnima para el refuerzo de temperatura, min0.0012Ver Nota 2(AASHTO 5.10.8)Centro mximo al espaciamiento de centro de refuerzo, smax450mmMax (1.5 t, 450)(AASHTO 5.10.3.2)ElementoREFUERZO PRINCIPALREFUERZO POR TEMPERATURAd (mm)Mu(kN-m)As (mm2)As provactminStatusactminStatusLosa Superior19340.255211310.00570.0012O.K.0.00570.0012O.K.Losa Inferior14336.667811310.00750.0012O.K.0.00750.0012O.K.Paredes Laterales14322.641711310.00750.0012O.K.0.00750.0012O.K.VERIFICACIN DE LA PRESIN DEL SUELOLa presin sobre el suelo384.52KPaPresin Admisible del Suelo390.00KPaEstadoO.K.1- En realidad, la presin del suelo de elevacin en la losa de fondo no puede ser uniforme. Sin embargo, por simplicidad, se supone que es uniforme.2- Cuanta de armadura mnima encontrado es para una capa de refuerzo y se multiplyed por 2 si hay 2 capas de refuerzo.3- Claro distancia entre dos capas de refuerzo no ser superior a 150 mm e inferior a 25 mm.4- Todo el suelo se ha supuesto que esta saturado suelo.5- Se ha supuesto que slo uno de los ejes del camin diseo viene en la alcantarilla a la vez. Esto es cierto para ancho de alcantarilla hasta 4300mm. Para ms anchos esta hoja de clculo de diseo no se puede utilizar ya que es posible que dos cargas de los ejes vienen en la alcantarilla.

Losa Superior: Diagrama de Momento

00.040.080.120.160.20.240.280000000000000030.320.360.40.440.480.520.560000000000000050.60.640.680.720.760.8-16.095558373370789-6.15512317337078942.738950426629211110.58666242662921117.38801282662921123.14300162662921427.85162882662920631.51389442662920434.12979842662920835.69934082662919636.22252162662920935.69934082662920434.12979842662920831.51389442662919327.85162882662920923.14300162662922817.38801282662922210.5866624266292042.7389504266292022-6.1551231733707823-16.095558373370778

Distancia x (m)

Moment (kN-m)

Losa Superior: Diagrama de Cortante

00.040.080.120.160.20.240.280000000000000030.320.360.40.440.480.520.560000000000000050.60.640.680.720.760.8261.59039999999999235.43135999999998209.27231999999998183.11327999999997156.95423999999997130.79519999999999104.6361599999999978.47711999999998552.31807999999998126.1590400000000050-26.159040000000005-52.318080000000009-78.477120000000014-104.63616000000002-130.79520000000002-156.95424000000003-183.11328000000003-209.27231999999998-235.43136000000004-261.59039999999999

Distancia x (m)

Cortante (kN)

Losa Inferior: Diagrama de Momento

00.040.080.120.160.20.240.280000000000000030.320.360.40.440.480.520.560000000000000050.60.640.680.720.760.820.30086884349386610.1808836434938661.126160043493865-6.8633019565061311-13.787502356506131-19.646441156506135-24.440118356506133-28.168533956506138-30.83168795650613-32.429580356506129-32.962211156506129-32.429580356506136-30.83168795650613-28.168533956506138-24.440118356506133-19.646441156506143-13.78750235650611-6.86330195650612041.126160043493882810.18088364349387120.300868843493902

Distancia x (m)

Moment (kN-m)

Losa Inferior: Diagrama de Cortante

00.040.080.120.160.20.240.280000000000000030.320.360.40.440.480.520.560000000000000050.60.640.680.720.760.8-266.31540000000001-239.68386000000001-213.05232000000001-186.42078000000001-159.78924000000001-133.15770000000001-106.52616-79.894620000000003-53.263080000000002-26.63154000000003026.63153999999997353.26308000000000279.894619999999975106.52616133.15769999999998159.78924000000001186.42078000000004213.05231999999995239.68385999999998266.31540000000001

Distancia x (m)

Cortante (kN)

Las paredes laterales: Diagrama de Momento

03.2500000000000001E-26.5000000000000002E-29.7500000000000003E-20.130.162500000000000010.195000000000000010.227500000000000010.260.292499999999999980.325000000000000010.357500000000000040.390.422499999999999990.455000000000000020.487500000000000040.520.552499999999999990.584999999999999960.617500000000000050.6520.30086884349387718.54417492273782416.77776908812220615.00216249300805113.2178662907563911.4253916347282529.62524967828466597.81795157478666446.00400847759527424.183931540071532.35823191557645330.52742075747107853-1.3079907808835642-3.1474915461264414-4.9905703848965315-6.8367161438327999-8.685417669574214-10.536163808759747-12.388443408028369-14.241745314019063-16.095558373370771

Distancia x (m)

Moment (kN-m)

Las Paredes Laterales: Diagrama de Fuerzas Cortantes

03.2500000000000001E-26.5000000000000002E-29.7500000000000003E-20.130.162500000000000010.195000000000000010.227500000000000010.260.292499999999999980.325000000000000010.357500000000000040.390.422499999999999990.455000000000000020.487500000000000040.520.552499999999999990.584999999999999960.617500000000000050.65-53.89746398069515-54.20415599731303-54.495120218206914-54.770356643376815-55.029865272822711-55.273646106544611-55.501699144542521-55.71402438681644-55.910621833366363-56.091491484192296-56.256633339294225-56.406047398672172-56.539733662326121-56.657692130256073-56.759922802462029-56.846425678943994-56.91720075970197-56.972248044735949-57.01156753404593-57.035159227631929-57.043023125493924

Distancia x (m)

Cortante (kN)

HojaLosa Superior: Diagrama de Momento y Fuerzas CortantesLosa Inferior: Diagrama de Momento y Fuerzas CortantesParedes Laterales: Diagrama de Momento y Fuerzas CortantesL0.80L0.80L0.65Ra261.59Rc266.32Rc-53.897x segm.0.04x segm.0.04x segm.0.033w653.98w665.79wmax9.68wmin0.00Mab-16.10Mcd20.30Mac16.10Mba16.10Mdc-20.30Mca-20.30ndice No.XMVndice No.XMVndice No.XMV00.000-16.096261.59000.00020.301-266.31500.00020.301-53.89710.040-6.155235.43110.04010.181-239.68410.03318.544-54.20420.0802.739209.27220.0801.126-213.05220.06516.778-54.49530.12010.587183.11330.120-6.863-186.42130.09815.002-54.77040.16017.388156.95440.160-13.788-159.78940.13013.218-55.03050.20023.143130.79550.200-19.646-133.15850.16311.425-55.27460.24027.852104.63660.240-24.440-106.52660.1959.625-55.50270.28031.51478.47770.280-28.169-79.89570.2287.818-55.71480.32034.13052.31880.320-30.832-53.26380.2606.004-55.91190.36035.69926.15990.360-32.430-26.63290.2934.184-56.091100.40036.2230.000100.400-32.9620.000100.3252.358-56.257110.44035.699-26.159110.440-32.43026.632110.3580.527-56.406120.48034.130-52.318120.480-30.83253.263120.390-1.308-56.540130.52031.514-78.477130.520-28.16979.895130.423-3.147-56.658140.56027.852-104.636140.560-24.440106.526140.455-4.991-56.760150.60023.143-130.795150.600-19.646133.158150.488-6.837-56.846160.64017.388-156.954160.640-13.788159.789160.520-8.685-56.917170.68010.587-183.113170.680-6.863186.421170.553-10.536-56.972180.7202.739-209.272180.7201.126213.052180.585-12.388-57.012190.760-6.155-235.431190.76010.181239.684190.618-14.242-57.035200.800-16.096-261.590200.80020.301266.315200.650-16.096-57.0430.34337.2770.293-71.2390.293-56.0940.357-56.404