Diseño de anclas ,placas

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ESTRCUTURAS DE ACERO

ING.SOFIO CRUZ ESTRADA

PLACA BASE

Diseño de la placa base para recibir columna

Peso en columna= 33,180 kg

Momento=597,240kg.cm

Altura de columna= 6.00m

Perfil IPR para columna de 356mm x 44.8kg/m Perfil−IR

10 x 22 { ital lb} wideslash { ital ft } left (254 ital mmx 32 . 9 { ital kg} wideslash {m} right )} { ¿

Peso de columna=6 .0m (32. 9kg /m )=197 . 4kg

Proponiendo diámetro de ancla 3/4”=1.91cm

separación=1 .91 cm∗6=11.46 cm

Dimensiones de placa

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ESTRCUTURAS DE ACERO

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(11.46∗2 )+26 cm=48 .92cm≈50 cm

Área de la placa

A=(50cm )2=2500 cm2

Peso de la sección

Ptotal=33 ,180kg+197 . 4kg=33 ,377 . 4kg

Esfuerzo

σ= PA

=33 ,377 . 4kg

2500cm2=13 .35 kg/cm2

Carga

w=σ Lb=(13 .35 kg/cm2) (11. 46cm ) (1cm )=152. 99kg

Momento

M=wl2

2=

152 .99 kg (11.46cm )2

2=10 ,046 .21kg .cm

Espesor

e=√ 6MbFy

=√ 6∗10 ,046. 211 (3515 )

=4 .14 cm≈1 3/4=4 . 445 ital cm } {¿

Volumen de la placa

V= (0 .25m2 ) (0 . 04445m )=0 .011m3

Peso especifico del acero

γ acero=7840kg/m3

Peso de la placa

0 .011m3 (7840kg /m3 )=86 .24 kg

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ESTRCUTURAS DE ACERO

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Calculo de los esfuerzos

f= PA

±MyI

=33 ,1802500

±597 ,240∗25

50∗503

12

=13. 27±28 .67

f 1=13 . 27+28 .67=41 .94 kg /cm2

f 2=13 . 27−28 .67=−15 .4kg /cm2

f 1+ f 2=41 .94+15 . 4=57 .34 kg /cm2

57 . 34 48 . 9241 . 94 X

∴X=41 . 94∗48 . 9257 . 92

=35. 42cm

Diseño de anclas

μ=0.075 f ' c=0 . 075∗350kg /cm2=26 .25kg /cm2

Proponiendo diámetro de 3/ 4 } {¿a=2.85cm2∅=1.9 cm

Capacidad de resistencia del Ancla Ra

Fy=3515kg /cm2

Ra=(2 . 85cm2 ) (3515kg /cm2 )=10 ,017 . 75kg

Capacidad de tensión

T=bh2L=

35 .42 (41 .94 )2

48.92=36 ,335.69 kg

Número de Anclas

Noanclas=TRa

=36 ,336 .6910 ,017 .75

=3 . 62≈4 pzas

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ESTRCUTURAS DE ACERO

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Longitud de ancla

L= Tπφμ

=36 ,336 .69π (1. 90 )26 . 25

=231 .91cm≈232cm

Por especificación

La=40φ=40∗1. 9=76cm

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DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS

CIMENTACIONES

Objetivo

Resistir y transmitir las cargas que le envía la superestructura al suelo y de acuerdo a la capacidad

resistente de este, determinar el área de sustentación de la estructura.

Hipótesis de Diseño

1. Suponemos una variación lineal de presiones de un suelo.

2. No se acepta resistencia del terreno a tensión.

3. Los esfuerzos que se presentan en el suelo son proporcionales a los desplazamientos que

sufre la cimentación para la cual se considera un movimiento de cuerpo rígido.

4. También se puede considerar la presión uniforme en lugar de lineal.

5. Las hipótesis que la geotecnia nos da para conocer los comportamientos del suelo.

Diseño de una zapata con flexión en un sentido

DatosSección=60 cm∗60 cmf ' c=350 kg /cm2

f∗c¿0 .8 f ' c=280 kg /cm2

f rSub { size 8{c} } =0 . 85 f* rSub { size 8{c} } = 238 ital kg / ital cm rSup { size 8{2} } {} # ital fy= 4200 ital kg / ital cm rSup { size 8{2} } {} } } {¿

¿

Peso en columna= 33,180 kg

Peso de columna=197 . 4 kg

Peso de la placa =86 .24 kg

Peso total sobre dado =33 , 463. 64 kg

Pu=33 ,463 .64 kgMux=597 ,240 kg .cm

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La capacidad de carga de suelo se supondrá qsuelo=25 ton /m2=25 ,000kg /m2

qu=25 ,000kg/m2∗0 .7=17 ,500kg /m2también se supondrá que el peralte de la zapata es de

20cm y la profundidad de excavación es de 150cm

A= Puqu−Fcqpp

q pp ¿ {0 .2m∗2 .4 ton /m3=0 .48t /m2 ¿ ¿¿Por lo tanto, sustituyendo los valores en la

ecuación anterior en la ecuación anterior.

A= Puqu−Fcqpp

=33 , 463.64 kg

17 ,500kg /m2−( 1. 4∗2560kg /m2)=2 .40m2

Ancho de zapata

B=L=√2 .40m2=1. 55m≈1 .60m

Peso propio

Pupp=1. 4 (3 ,520 kg/m2) (2 . 40m2)=11 ,827 .2≈11 ,827kg

Calculo de qd de diseño

qd=33 ,463 . 64kg

2 . 56m2=13 ,071 .73 kg/m2≈13 ,072kg/m2

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Caculo de las excentricidades

Datos

Pu=33 ,463 .64kgPutotal=46 ,849. 1kgMux=597 ,240 kg .cm

ex=597 ,240 kg .cm33 ,463 .64 kg

=18cm

ex=597 ,240 kg .cm46 ,849 .1kg

=13cm

Calculo del peralte por flexión para el máximo porcentaje de acero

w=qd∗1=13 ,072kg/m2 (1m )=13 ,072kg/m

M=wl2

2=

13 ,072kg∗(0 . 55m)2

2=1,977 . 14kg .m

pmín=0 . 7√ f ' c

f y=

0 . 7∗√350 kg/cm2

4200kg /cm2=0 . 0031

q=f y

f rSub { size 8{c} } } } p= { {0 . 0031 * 4200 ital kg / ital cm rSup { size 8{2} } } over {238 ital kg / ital cm rSup { size 8{2} } } } =0 . 055 } {¿¿¿

MR=FR bd2 f rSub { size 8{c} } q left (1 - 0 . 5q right )} {} # M rSub { size 8{R} } =0 . 7*100 ital cm*d rSup { size 8{2} } *238 ital kg / ital cm rSup { size 8{2} } *0 . 055* left (1 - 0 . 5*0 . 055 right ) {} # M rSub { size 8{R} } = left ( 891 . 10 ital kg / ital cm right )d rSup { size 8{2} } {} # d= sqrt { { { 197 ,714 ital kg . ital cm} over { 891 . 10 ital kg / ital cm} } } = 14 . 90 ital cm {} } } {¿

¿¿

Por lo tanto, el peralte que propusimos está bien, el que tenemos es de 20 cm y el que se requiere es

de 14.90cm.

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Verificación del peralte por cortante por penetración

Vu=Pu−Acqd

Ac=(c1+d )∗(c2+d )(c1+d )=(c2+d )50cm+20cm=70cm∴ Ac=0 . 49m2

Sustituyendo valores

Vu=Pu−Acqd=33 ,180kg− (0 .49m2∗13 ,072kg /m2)=26 ,774 . 72kgVu=26 ,774 .72kg∗0 .9=24 ,097 . 25kg

MR=0 .2∗24 ,097 . 25kg∗0 . 2m=963. 89kg .m=96 ,389 kg .cmMu>MR=597 ,240kg .cm>96 ,389kg .cm

Por lo tanto, si hay transmisión de momento.

α=1− 1

1+0 . 67√ c 1+dc 2+d

=1− 1

1+0. 67√ 0. 700. 70

=0 . 40

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Esfuerzo cortante de diseño

cab=c1+d

2=c2+d

2=35

Acr=2∗20cm∗(50cm+50cm+40cm )=5600cm2

Jc=20cm (70cm )3

6+

(70cm ) (20cm )3

6+

20cm (70cm )3

2=4 .7 x106cm4

vuab=24 ,097 . 25kg

5600cm2+ 0. 40∗597 ,240kg .cm∗35 cm

4 . 7 x106cm4=6 . 08kg /cm2

El esfuerzo cortante máximo de diseño obtenido con los criterios anteriores no debe exceder de:

0 .8 (0 .5+1 ) √280kg /cm2=20 . 08kg/cm2

0 .8∗√280kg /cm2=13 . 39kg /cm2

Por lo tanto, por esta verificación si pasa.

Cálculo del acero por flexión

As=0. 0031∗100 cm∗20 cm=6 . 2cm2

Separación

Utilizaremos varilla del numero 4

sφ 4=lAsφ4Asn

=100cm∗1 . 27cm2

6 .2cm2=20. 48cm≈20cm

Área de acero por cambio volumétrico

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ESTRCUTURAS DE ACERO

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As=(660 x1

fy (100+x1 ))1 .5=(660∗20cm

4200kg /cm2 (120cm) )1 .5=0 . 04cm2

As=100∗0 . 04cm=4 .0cm2

Aquí también se utilizara varilla del Numero 4

sφ 4=lAsφ4Asn

=100cm∗1 . 27 cm2

4 cm2=31 . 75 cm≈30 cm

Ver los detalles y dibujos anexos

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