1/24 P.A. DISEÑO DE CRUCE AEREO PARA TUBERIA ACERO 12" (L=40.00 m) PROYECTO: LINEA DE ADUCCION PALMA SOLA - TAVACARE UBICACION: BARINAS EDO. BARINAS DATOS DE DISEÑO Longitud del Cruce Aereo Colgante LP= 40.00 mts Fc = 3.33 mts Diametro de la tuberia de agua Ø = 400.00 mm Material de la tuberia de agua Mat. ACERO Separacion entre pendolas Sp= 1.00 mts RESULTADOS DE DISEÑO 1). Calculo de la Flecha del Cable (Fc) 3.33 mts 2). Calculo de la Altura de la Torre (Colum 4.20 mts Altura debajo de la Tuberia 1.00 mts Altura Minima de la Tuberia a la Pendula 0.87 mts 4.70 Fc= 3.33 3). Calculo de las Pendolas Peso de la Tuberia de Conduccion 73.780 kg/m Peso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m Peso de Cable de la Pendola 0.690 kg/m 1.00 Altura Mayor de la Pendola 4.200 m Peso Total de la Pendola 79.678 kg Factor de Seguridad de Tension (2-5 4.000 Tension de Rotura por Pendula 10.440 Ton 4). Calculo de los Cables Principales Ø TIPO BOA (6x25) Peso de tuberia de Conduccion 73.78 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn) Peso de agua a tubo lleno 70.69 kg/m Peso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m 1/4" 0.17 2.7 Peso de cable pendola 0.800 kg/m 3/8" 0.39 6 Peso de cable Principal ( asumido ) 6.190 kg/m 1/2" 0.69 10.6 Peso de Servicio de la Armadura 154.460 kg/m CABLE DE PENDOLA 1/2" 0.69 10.44 Velocidad del Viento (V) (2 m/s) 172.800 Km/dia Peso por Efecto del viento (Pviento) 34.836 kg/m Peso por Efecto Carga Variable 80.000 kg/m Ø TIPO BOA (6x25) Peso Maximo (P max) 269.296 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn) Momento maximo por servicio (Mmax.ser) Ton-m 1/4" 0.17 2.7 Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 16.158 Ton (Horizontal) 3/8" 0.39 6 Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 17.032 Ton (Real) 1/2" 0.69 10.6 Factor de seguridad a la tension (2 -5) 4.000 5/8" 1.08 16.67 Tension maxima a la rotura (Tmax.rot) 68.127 Ton 3/4" 1.54 23.75 Tension maxima a la rotura/cable 68.127 Ton 1" 2.75 41.7 Tension maxima a la rotura cable asumido 91.800 Ton OK! 1 1/8" 3.47 52.49 Tension maxima de servicio/cable 17.032 Ton 1 1/4" 4.2 64.47 1 3/8" 5.15 77.54 Diseño de Cable: CABLE PRINCIPAL 1 1/2" 6.19 91.8 1 5/8" 7.14 106.77 1 Cable de 1 1/2" Tipo Boa (6x25) Cable Principal 1 3/4" 8.3 123.74 2" 10.82 156.04 5). Diseño de la Camara de Anclaje Ancho de la Camara de Anclaje 3.000 m Largo de la Camara de Anclaje 3.000 m 2.00 3.00 Alto de la Camara de Anclaje 2.000 m 3.00 Analisis de la Camara de Anclaje Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm) 1.25 kg/cm2 X1 = 0.30 Peso unitario del terreno (Pu) 1300.00 kg/m3 Peso unitario del Concreto (Puc) 2400.00 kg/m3 Tmax.ser Calidad del concreto (camara de anclaje) (f' 150.00 kg/cm2 Tmax.ser*Seno(alfa) Angulo de friccion interna (Ø) 30.00 ° Angulo de salida del cable principal (alfa) 45.00 ° Distancia de la Base al Cable de Anclaje (Y1 0.30 m Distancia del Costado al Cable de Anclaje (X 0.30 m Tmax.ser Empuje de Terreno (Et) 2600.000 Tn - m 0.30 Tension Maxima de Servicio Vertical (seno) 12.04 Tn-m Tension Maxima de Servicio Horizontal (cosen 12.04 Tn-m q2 Peso Propio de la Camara de Anclaje (Wp) 43.20 Tn q1 Suma de Momentos / Fuerzas Verticales (d) 1.848 m Excentricidad de la resultantes de Fuerzas ( -0.348 m OK! b = 3 Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q) Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q 0.105 kg/cm2 OK! e d Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q 0.587 kg/cm2 OK! b/2 Alfa W
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P.A.
DISEÑO DE CRUCE AEREO PARA TUBERIA ACERO 12" (L=40.00 m)PROYECTO: LINEA DE ADUCCION PALMA SOLA - TAVACAREUBICACION: BARINAS EDO. BARINASDATOS DE DISEÑO
Longitud del Cruce Aereo Colgante LP= 40.00 mts Fc = 3.33 mts
Diametro de la tuberia de agua Ø = 400.00 mm
Material de la tuberia de agua Mat. ACERO
Separacion entre pendolas Sp= 1.00 mts
RESULTADOS DE DISEÑO
1). Calculo de la Flecha del Cable (Fc) 3.33 mts
2). Calculo de la Altura de la Torre (Columna ) 4.20 mtsAltura debajo de la Tuberia 1.00 mtsAltura Minima de la Tuberia a la Pendula 0.87 mts 4.70 Fc= 3.33
3). Calculo de las PendolasPeso de la Tuberia de Conduccion 73.780 kg/mPeso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m 0.870Peso de Cable de la Pendola 0.690 kg/m 1.00Altura Mayor de la Pendola 4.200 mPeso Total de la Pendola 79.678 kgFactor de Seguridad de Tension (2-5) 4.000Tension de Rotura por Pendula 10.440 Ton
4). Calculo de los Cables Principales Ø TIPO BOA (6x25)Peso de tuberia de Conduccion 73.78 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn)Peso de agua a tubo lleno 70.69 kg/mPeso accesorios (grapas, otros) 3.000 kg/m 1/4" 0.17 2.7Peso de cable pendola 0.800 kg/m 3/8" 0.39 6Peso de cable Principal ( asumido ) 6.190 kg/m 1/2" 0.69 10.6Peso de Servicio de la Armadura 154.460 kg/m CABLE DE PENDOLA 1/2" 0.69 10.44Velocidad del Viento (V) (2 m/s) 172.800 Km/diaPeso por Efecto del viento (Pviento) 34.836 kg/mPeso por Efecto Carga Variable 80.000 kg/m Ø TIPO BOA (6x25)Peso Maximo (P max) 269.296 kg/m Pulg, P (Kg/m) Rot. (Tn)Momento maximo por servicio (Mmax.ser) Ton-m 1/4" 0.17 2.7Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 16.158 Ton (Horizontal) 3/8" 0.39 6Tension maxima de servicio (Tmax.ser) 17.032 Ton (Real) 1/2" 0.69 10.6Factor de seguridad a la tension (2 -5) 4.000 5/8" 1.08 16.67Tension maxima a la rotura (Tmax.rot) 68.127 Ton 3/4" 1.54 23.75Tension maxima a la rotura/cable 68.127 Ton 1" 2.75 41.7Tension maxima a la rotura cable asumido 91.800 Ton OK! 1 1/8" 3.47 52.49Tension maxima de servicio/cable 17.032 Ton 1 1/4" 4.2 64.47
1 3/8" 5.15 77.54Diseño de Cable: CABLE PRINCIPAL 1 1/2" 6.19 91.8
1 5/8" 7.14 106.771 Cable de 1 1/2" Tipo Boa (6x25) Cable Principal 1 3/4" 8.3 123.74
2" 10.82 156.04
5). Diseño de la Camara de AnclajeAncho de la Camara de Anclaje 3.000 m
Largo de la Camara de Anclaje 3.000 m2.00 3.00
Alto de la Camara de Anclaje 2.000 m3.00
Analisis de la Camara de Anclaje
Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm) 1.25 kg/cm2 X1 = 0.30Peso unitario del terreno (Pu) 1300.00 kg/m3Peso unitario del Concreto (Puc) 2400.00 kg/m3 Tmax.serCalidad del concreto (camara de anclaje) (f'c) 150.00 kg/cm2 Tmax.ser*Seno(alfa)Angulo de friccion interna (Ø) 30.00 °Angulo de salida del cable principal (alfa) 45.00 °Distancia de la Base al Cable de Anclaje (Y1) 0.30 mDistancia del Costado al Cable de Anclaje (X1) 0.30 m
Tmax.ser*Cos(alfa)Empuje de Terreno (Et) 2600.000 Tn - m 0.30 ´= Y1Tension Maxima de Servicio Vertical (seno) 12.04 Tn-mTension Maxima de Servicio Horizontal (coseno) 12.04 Tn-m q2Peso Propio de la Camara de Anclaje (Wp) 43.20 Tn q1Suma de Momentos / Fuerzas Verticales (d) 1.848 mExcentricidad de la resultantes de Fuerzas (e) -0.348 m OK!
b = 3Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1) 0.105 kg/cm2 OK! e dPresion de la Estructura Sobre el Terreno (q2) 0.587 kg/cm2 OK!
b/2
Alfa
W
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P.A.
Analisis de Factores de Seguridad:
Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D) 1.500Coeficiente de Deslizamiento (f) 0.750 Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V) 2.000Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado 1.940 OK! Factor de Seguridad al Volteo Calc. 8.968 OK!
Diseño de la Torre de Suspension.
Calculo de las Fuerzas Sismicas: NORMAS COVENIN 1756-2001Factor de importancia B2 U= 1.000
45º 30°Factor de suelo S= 1.200
Coeficiente sismico C= 0.350
Factor de ductilidad Rd= 3.000
Factor de Zona Ao Z= 0.250
Angulo de salida del cabletorre-camara Alfa= 45.000 °
Angulo de salida del cable (valor de comparacion =arctan(2*Fc/LP)torre-Puente Beta= 30.0 ° 10.47 °
Dimension de la Torre Perfil Metalico Propuesto: PROPERCA VP 2x400X55.4Ancho de la Torre de Suspension (b) 0.200 m Ancho de la Zapata de la Torre (B) 2.000 mLargo de la Torre de Suspension (L) 0.200 m Largo de la Zapata de la Torre (L) 2.000 mAlto de la Torre de Suspension (Ht) 4.700 m Alto de la Zapata de la Torre (Hz) 0.800 mPeso del perfil Perfil 55.40 Kg/ml Peso Unitario del Concreto (Puc) 2400.00 kg/m3
Fs3 0.009
Ht/3 Nivel hi (m) wi*hi (Tn) Fs ( i )3 4.700 0.260 0.009 Tn
Fs1 0.003 Fs= (S.U.C.Z / Rd )*Peso de toda la estructura 0.035
Ht/3 Fs= 0.018 Tn
Fs (fuerza sismica total en la base)
Analisis de Estabilidad de la Torre
Fs3 0.009 Tmax.ser *COS(alfa) Tmax.ser *COS(beta)
Ht/3
Fs2 0.006 Tmax.ser*SEN(alfa) Tmax.ser *SEN(beta)
Ht/3 Ht= 4.7
0.003
Ht/3
q2 q1
Capacidad Portante Admisible (Cap. Adm) 1.250 kg/cm2 B 2.000Tension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(beta) 8.516 Tn-mTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(beta) 14.750 Tn-mTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Seno(alfa) 12.043 Tn-m e dTension Maxima Servicio (Tmax.ser*Cos(alfa) 12.043 Tn-m b/2Peso Propio de la Torre (Wpt) 0.52 TnPeso Propio de la Zapata de la Torre (Wzt) 7.680 Tn(Momentos)/(Fuerzas Verticales) (d) 0.724Excentricidad de la resultantes de Fuerzas (e) 0.276 m OK!
Wp
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P.A.
Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q)Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q1) 13.142 kg/cm2 OK!Presion de la Estructura Sobre el Terreno (q2) 1.238 kg/cm2 OK!
Analisis de Factores de Seguridad:
Factor de Seguridad al Deslizamiento (F.S.D) 1.750Coeficiente de Deslizamiento (f) 0.750 Factor de Seguridad al Volteo (F.S.V) 1.800Factor de Seguridad al Deslizamiento Calculado 7.916 OK! Factor de Seguridad al Volteo Calc. 1.831 OK!
Diseño Estructural de la Torre:
Fs3 0.009 Tmax.rot *COS(o) Tmax.rot *COS(o2)
Ht/3
Fs2 0.006 Tmax.rot *SEN(o) Tmax.rot *SEN(o2)
Ht/3 COLUMNA Ht= 4.7
Fs1 0.003
0.40 Ht/3 0.40
ZAPATA
A A
Tension Maxima de Rotura (Tmax.rot) 25.55 Tn
Momento Ultimo de Rotura (Mu) 12.79 Tn-m 12787.948
PERFIL DEFINITIVO----> SERIE ESTANDAR VP (PROPERCA)DESCRIPCION-----> VP 400x55.4
DISEÑO DE LA PLACA BASE - COLUMNAS
P= 21,079.93 Kg.Mx= 12,787.95 Kg - mMy= 0.00 Kg - mF'C = 250.00 kKg/cm2
A placa ≥ A = 50 cm y B = 30 cm;
NOMBRE DEL APOYO------------> AAXIAL EN EL APOYO (Kgs)-----> 21079.93MOMENTO EN EL APOYO (Kg-m)--> 12787.95RESIS. PLANCHA (Kg/cm2) Fy--> 2530ADM.TRACCION PERNO (Kg/cm2)-> 980RESIS. CONCRETO(Kg/cm2) Fc--> 250DIMENS.DEL PERFIL (Cms) D--> 20DIMENS. DE PLANCHA (Cms) A--> 30
usando Electrodos E70XX y D = 6mm; a = 0.707*D = 0.424 cm = ts;
P1 = ts*0.30*Fy = 0.424*0.30*2530 = 321.97 hg/cm;
L necesario = L ≥ Tb / P1 = 50616 / 321.97 = 157.21 cm
L propuesta = 4x40 + 2x 20 = 200 cm
Para Pernos de f = 1”, el tamaño de los agujeros en la plancha de acero será de f = 1” + 1/16” = 17/16"
DISEÑO DE CRUCE AEREO PARA TUBERIA ACERO 12" (L=40.00 m)PROYECTO: LINEA DE ADUCCION PALMA SOLA - TAVACAREUBICACION: BARINAS EDO. BARINAS
ANALISIS Y DISEÑO DE FUNDACION
FUNDACION TIPO -----------------> DIRECTAFUNDACION TIPO -----------------> DIRECTABASE (CUADRADA=1 RECTANGULAR=2)-> 1AXIAL (Kgs) P-----------------> 21079.93
MOMENTO (K-m) MX----------------> 12787.95
MOMENTO (K-m) MY----------------> 0DIMENSIONES DE LA BASE-->AREA DE CALCULO= 3.50AREA ASUMIDA DE BASE= 4.00BX= 2.00BY= 2.00 RESULTANTE DENTRO DEL TERCIO CENTRAL