1326-s2-mc-2-002 rev-b memoria de calculo loseta portatil
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MINERA ESCONDIDA LIMITADA GERENCIA
HEAD OF PROJECTS.
ARQUITECTURA E INGENIERÍA DE DETALLE MODIFICACIÓN PROYECTO ORIGINAL COLOSO
6+1
MEMORIA DE CÁLCULO CIVIL LOSETA PORTATIL
1326-S2-MC-2-002
Ing. Especialista : W. Gallardo ______________________
Jefe Disciplina : P. Ocampo ______________________
Líder de Proyecto : G. Rojas ______________________
Cliente : L. Franzani ______________________
B Revisión Cliente W.G P.O. G.R. L.F. 12.05.15
A Revisión Interna W.G P.O. G.R. L.F. 09.03.15
Rev. Emitido Para: Por J. Disc. L. Proy. Cliente Fecha
Proyectos Mecánicos, Estructurales y Civiles Chile Limitada14 de Febrero n° 2065, oficina 1003, Antofagasta, Chile. Fonos: (56) 55 -2487802 y 2487803
INDICE
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................3
2. ESTRUCTURACIÓN.......................................................................................3
3. BASES DE DISEÑO.......................................................................................5
3.1 Normativas y Estándares.............................................................................53.2 . Propiedades del suelo................................................................................5
4. CRITERIOS DE DISEÑO................................................................................6
4.1 Método de Diseño........................................................................................64.2 Cargas Aplicadas.........................................................................................64.3 . Combinaciones de carga de servicio..........................................................94.4 . Combinaciones de carga mayoradas.........................................................9
5. RESULTADOS..............................................................................................18
5.1 . Diagramas de momento en la loseta........................................................185.2 . Esfuerzo en el suelo.................................................................................205.3 . Verificación volcamiento y deslizamiento.................................................215.4 . Verificación vigas 35x20...........................................................................235.5 . Verificación Loseta...................................................................................25
6. CONCLUSIONES..........................................................................................26
6.1 . Desplazamientos Loseta..........................................................................266.2 . Capacidad estructural...............................................................................26
Proyectos Mecánicos, Estructurales y Civiles Chile Limitada14 de Febrero n° 2065, oficina 1003, Antofagasta, Chile. Fonos: (56) 55 -2487802 y 2487803
1. INTRODUCCIÓN.
Se desea verificar los desplazamientos y capacidad resistente de las losetas
proyectadas en el contexto del proyecto “INGENIERÍA DE DETALLES
MODIFICACIÓN PROYECTO ORIGINAL COLOSO 6+1, PLAZA DE JUEGOS”.
En la siguiente figura se representa la ubicación de las losetas a verificar.
Fig. 1. Planta de ubicación de losetas.
2. ESTRUCTURACIÓN
La resistencia del hormigón utilizado para la confección de las losetas es
hormigón H-30.
El espesor de las losetas es de 12 cm.
En la zona inferior de la losa existen dos vigas continuas de dimensiones
35cmx20cm.
Las dimensiones de la loseta son de 260cmx200cm.
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A continuación se presenta el modelo estructural realizado en SAFE12, donde los
distintos elementos estructurales son representados con colores.
Fig. 2. Estructuración loseta.
Componentes estructurales de acuerdo a la figura 2:
Vigas de hormigón [ ] 35x20
Losa de espesor e=12cm
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3. BASES DE DISEÑO
3.1 NORMATIVAS Y ESTÁNDARES
En el desarrollo de la presente memoria de cálculo se emplean las siguientes referencias:
NCh 433. of 1996 : Diseño sísmico de edificios.
NCh 1537. of 2009 : Diseño estructural de edificios. Cargas
Permanentes y Sobrecargas de uso.
NCh 1198 of. 2006 : Construcciones en madera - Calculo
NCh 3171-2010 : Diseño estructural – Disposiciones
generales y combinaciones de cargas.
ACI318S-08 : Requisitos y comentarios para concreto
estructural.
3.2 . PROPIEDADES DEL SUELO
E=9000 tonm2
Módulo de elasticidad del suelo.
γ=1,9 ton
m3 Peso específico del suelo.
∅=31 ° Angulo de fricción interna del suelo.
c=0 Cohesión del suelo.
v=0,2 Módulo de Poisson del suelo.
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qu=25ton
m2 Compresión admisible del suelo.
4. CRITERIOS DE DISEÑO
4.1 MÉTODO DE DISEÑO
La estructura se modela en el software estructural de elementos finitos
SAFE12.
El diseño de las columnas circulares de hormigón armado se realizó utilizando
como criterio el ACI318S-08.
4.2 CARGAS APLICADAS
4.2.1 PESO PROPIO DE LA ESTRUCTURA (D).
El peso propio de los perfiles estructurales es determinado internamente por el software. Las
cargas muertas de peso propio no estructurales son ingresadas de forma manual.
TABLE: Sum Of ReactionsOutputCase CaseType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ
Text Text Tonf Tonf TonfViga 35x20 LinStatic 0 0 0,7Losa LinStatic 0 0 1,56Total 2,26
Tabla 1. Peso propio de elementos estructurales.
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4.2.2 SOBRE CARGA DE USO.
Se resumen las cargas aplicadas en modelo estructural.
Combo L1
Fig. 3. Sobrecarga de uso extremo loseta (500 kg/m2).
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Fig. 4. Momento aplicado linealmente producto de fuerza de 90 kgf. (M: 0,11 ton*m/m).
Fig. 5. Momento aplicado linealmente producto de fuerza de 90 kgf. (M: 0,11
ton*m/m).
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Combo L2
Fig. 6. Cargas distribuidas aplicadas linealmente producto de fuerza de 90 kgf. Dirección X y
una fuerza de 100 kgf. Direccion Z. (Unidades en Kgf/m).
4.3 . COMBINACIONES DE CARGA DE SERVICIO
De acuerdo a NCh 3171 of 2003.
D
D+L2 D+L1
4.4 . COMBINACIONES DE CARGA MAYORADAS
1,4D
1,2D+1,6L2
1,2E+1,6L1
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5. RESULTADOS
El siguiente ítem se verifica la capacidad estructural de los elementos para la
modelación de carga expuesta en el presente documento.
5.1 . DIAGRAMAS DE MOMENTO EN LA LOSETA
El software entrega el análisis de interacción entre la losa y el suelo, donde se
desprenden los siguientes diagramas de momentos representados en la figura
6 y 7. Para la combinación de carga 1,2D+1,6L1 se presentan las mayores
solicitaciones.
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Fig. 6. Diagrama de momentos en dirección Y-Y. (Unidades en Kgf-m).
Fig. 7. Diagrama de momentos en dirección X-X. (Unidades en Kgf-m).
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Los máximos momentos calculados para cada eje fue el siguiente:
Mx-x: 0,0754 ton-m/m.
My-y: 0,453 ton-m/m.
5.2 . ESFUERZO EN EL SUELO
Del análisis realizado por SAFE12 se desprende el diagrama de presiones del
suelo producto de la interacción de la loseta y el suelo.
Fig. 8. Diagrama de esfuerzos en el suelo. (Kgf/m2).
De la figura anterior se concluye que existe un 100% de superficie de contacto
entre loseta y suelo.
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5.3 . VERIFICACIÓN VOLCAMIENTO Y DESLIZAMIENTO.
La loseta es verificada para las cargas de servicio con las reacciones que se
generan considerando el eje global como referencia, las cargas aplicadas para
la verificación del volcamiento son las presentadas en la siguiente tabla.
TABLE: Sum Of ReactionsOutputCase CaseType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ GlobalMX GlobalMY
Text Text kgf kgf kgf kgf-m kgf-mD LinStatic 0,00 0,00 2172,10 0,00 1538,73L1 LinStatic -180,00 0,00 700,00 0,00 -445,00L2 LinStatic -180,00 0,00 200,00 0,00 -340,00
Tabla 2. Reacciones con respecto al eje global de la loseta.
La verificación al volcamiento en dirección x-x e y-y se realizan utilizando los ejes horizontales y
verticales representados en la figura 9.
Fig. 9. Posición de los ejes utilizados para la verificación del volcamiento.
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5.3.1 VERIFICACIÓN VOLCAMIENTO EN DIRECCIÓN X-X.
Momento Volcante: 0
Al no existir solicitaciones considerables en esta dirección el volcamiento en
este sentido no aplica.
5.3.2 VERIFICACIÓN VOLCAMIENTO EN DIRECCIÓN Y-Y.
Momento Volcante: 0,445 ton-m.
Momento Resistente 1,538 ton-m.
Factor de seguridad al Volcamiento: 1,538/0,445= 3,46
5.3.3 VERIFICACIÓN AL DESLIZAMIENTO.
Fuerza resistente: N*tan (Ø) = 2872,1 Kgf*tan(38) = 2243,93 Kgf.
Fuerza solicitante: 180 kgf.
Factor de seguridad al deslizamiento = 2243,93/180 = 12,47
5.4 . VERIFICACIÓN VIGAS 35X20
La combinación utilizada para la verificación de las vigas es 1,2D+1,6L1 ya que
es esta combinación en donde se encuentran los máximos momentos
aplicados en las vigas de la loseta, en la siguiente figura 10 se muestran los
máximos momentos para las vigas y en la figura 11 se muestras los máximos
valores de corte.
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Fig. 10. Diagrama de momentos para las vigas de la loseta (Unidades Kgf-m).
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Fig. 11. Diagrama de corte para las vigas de la loseta (Unidades Kgf-m).
5.4.1 VERIFICACION VIGA 35X20
Mu = 0,069 ton-m.
a=d−√d2− 2∗M u
0,85∗f c'∗b∗∅
=30−√302− 2∗0,069∗105
0,85∗250∗20∗0,9=0,06
Las solicitaciones son tan pequeñas en comparación a las dimensiones de la
viga que la cantidad de armadura requerida por solicitación de carga es
despreciable, por lo tanto se debe armar la viga por retracción y temperatura.
Armadura requerida = 0,0018 * 20* 35 = 1,26 cm2
Armadura proporcionada: 17,59 cm2 (4Ø10 + 2Ø8)
Verificación al corte
Vu=111,42Kgf.
V c=0,53∗λ∗√ f 'c∗bw∗d
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V c=0,53∗1∗√250∗20∗30=5.028Kgf .
∅V c=0,75∗5.886Kgf =4.414,5Kgf .
Como V u<∅V c→se proporcionaarmaduraminima parael corte .
A s
s=3,5∗bw∗1
f y
=1,66 c m2
m.
Armadura requerida: A s req
s=1,66 cm2
m
Armadura proporcionada: A s∝¿
s=2,51 c m
2
m¿ (EØ8@20)
5.5 . VERIFICACIÓN LOSETA
Considerando los máximos momentos calculados de los diagramas de la figura
6 y 7 se obtiene la siguiente verificación:
Mx-x: 0,0754 ton-m/m.
My-y: 0,453 ton-m/m.
Verificación eje Y-Y
a=d−√d2− 2∗M u
0,85∗f c'∗b∗∅
=9,5−√9,52− 2∗0,453∗105
0,85∗250∗100∗0,9=0,25
Armadura requerida por flexión:
A s req=M u
f y∗(d−a2 )∗∅
= 0,453∗105
4200∗(9,5−0,252 )∗0,9=1,28c m2/m
Armadura requerida por retracción: 0,0018 * 100* 9,5 = 1,71 cm2/m
Armadura requerida: 1,71 cm2/m
Armadura proporcionada: 1,88 cm2/m (Malla C188)
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6. CONCLUSIONES
6.1 . DESPLAZAMIENTOS LOSETA
6.1.1 PORCENTAJE DE ÁREA DE CONTACTO
La loseta cumple con el porcentaje mínimo de área de contacto con el suelo
correspondiente al 80%, el porcentaje de área de contacto calculado es de
100%.
6.1.2 VOLCAMIENTO
La loseta solo representa un análisis de volcamiento en dirección Y-Y ya
que en el otro sentido existe simetría tanto en la geometría como en las
solicitaciones. El factor de seguridad al volcamiento obtenido es de 3,46
cumpliendo con el valor mínimo de seguridad de 2.
6.1.3 DESLIZAMIENTO
La loseta cumple con el factor de seguridad mínimo al deslizamiento de 1,5,
obteniéndose un factor de 12,47.
6.2 . CAPACIDAD ESTRUCTURAL
6.2.1 LOSETA
La loseta cumple con la armadura mínima requerida entre las solicitaciones
por flexión y la armadura por retracción. Se proporcionó 1,88 cm2/m de
armadura en ambos sentidos mientras que la armadura requerida es de
1,71 cm2/m Y-Y por lo tanto se verifica el cumplimiento de las cantidades de
armadura requerida.
6.2.1 VIGA 35X20
La viga cumple con la armadura mínima requerida entre las solicitaciones
por flexión y la armadura por retracción. Se proporcionó 17,59 cm2 mientras
que la armadura requerida es 1,26 cm2.
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La viga cumple con la armadura requerida para satisfacer las solicitaciones
por fuerzas de corte. Se proporcionó 2,51 cm2/m mientras que la armadura
requerida es de 1,66 cm2/m.
Por lo tanto la viga cumple con la armadura requerida tanto para esfuerzos
por flexión como por cortante.
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