1 ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL Quito, D.M. 20 septiembre del 2011
1
ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL
Quito, D.M. 20 septiembre del 2011
2
ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL
DE LA INFRAESTRUCTURA
PARA EL RADOMO S32 64 ESCO
ALCANCE.-
DATOS GENERALES:
Estructura.-Altura: 15 mSeparación entre ejes 6 mPeso de la estructura incluyendo el radome 35000 KgArea de contacto con el viento 1.2 m2/m alto
Radome.-Area de contacto con el viento 25.26 m2
Normas.-ACI-318-81-2008AASSHTO 2004CEC 2002
Carga de viento.-Velocidad de diseño 120 Km/hIBC 28.6 psfAASHTO 50 psf
Se toma 50 psf, que es igual 244 Kg/m2
Carga vivaIBC Caminos de salida 60 psf
293.41 Kg/m2
En base a los datos técnicos, geométricos, normas, códigos y estudio de suelos entre otros, se analizara y diseñará la infraestructura para la cimentación de la estructura del RADOMO S32 64 ESCO, las seguridades que el caso lo amerita.
3
Determinación de cargas
Av= 25.00 m2
1.2 m2/m de altoH torre 15.00 m
hf 2.20 m
6.00 m
P Cviva 33.14 t
Area de contacto con el viento
4
P P propio 35.00 tV Viento Radomo
6.1 t V Sismo6.49275 t
Viento en estructuraWv 4.392 t
Wcadenas
P rellemo suelo
Cargas simples:
Peso Propio estructura PpeCarga viva en planta de radomo PcvCarga sísmica superestructura EqsCarga de viento Pw
Combinación de cargas
Para estabilidad al deslizamiento
Para estabilidad al volcamientoEsfuerzo de contacto con el suelo
No mayor a:
1.-
2.-
1.- Ppe + Pcv2.- Ppe + 0,25 Pcv3.- Ppe + 0,25 Pcv + Eqs4.- Ppe + Pw
Estabilidad al volcamiento
Factor de seguridad Fs= 2.00
La cimentación confina a la estructura y no permite el deslizamiento
En estado normal no mayor al esfuerzo admisible del sueloEn estado extremo no mayor al 33% adicional del esfuerzo admisible del suelo
5
Suma de carga vertica 01.- 68.14 t2.- 43.285 t3.- 43.285 t4.- 35.00 t
Suma de carga horizontal1.- 0.00 t2.- 0.00 t3.- 6.49 t4.- 10.49 t
Momento de volteo
Estado de carga 3M volteo sismo 97.39 t-m
Estado de carga 4M volteo viento 124.44 t-m
Momento estabilizador
Peso de cadenas 15.22 tPeso de cimentación 34.40 t
Estado de carga 1M estabilizador 353.26 t-m
Estado de carga 2M estabilizador 253.84 t-m
Factores de seguridad al volcamiento
Fs1= 3.63Fs2= 2.84Fs3= 2.61Fs4= 2.04
Excentricidades
Estado 4, mas desfavorable
En las condiciones planteadas, la estructura es estable, de acuerdo con las recomendaciones de los códigos pertinentes
6
e4= 1.53Md= 129.40
Reacciones Izquierda y derecha
Ri=P/4+Md/6/2 Ri= 27.81865 tRd=p/4-Md/6/2 Rd 6.25135 t
Corte Basal por cimentación
Por sismo= 1.62 tPor viento= 2.62 t
DISEÑO DE CIMENTACIÓN:
Carga vertical P= 27.82 tCarga horizontal Vh= 2.62 t
Momento por el 5% de excentricida 2.02 t-m
Pu= 41.73 tMux= 3.03 t-mMuy= 3.03 t-m
DATOS DE DISEÑO
DATOS 1
t 1000 kgf:= Mu2 3.03 t m:= Mu3 3.03 t m:=
Pu 41.73 t:=
DATOS 2γs 1.8
t
m3
:=f´c 240
kgf
cm2
:= fy 4200.kgf
cm2
:= rec 0.10 m:= γh 2.4t
m3
:=
fs 1.50:= σa 20t
m2
:= σs 1.3 σa:= ϕdec 30:= ϕ πϕdec
180:=
DATOS CALCULADOS 1
PPu
fs:= M2
Mu2
fs:= M3
Mu3
fs:=
ka1 sin ϕ( )-
1 sin ϕ( )+:= ka 0.333=
GEOMETRIA (m)
Ly
B1
B2
B1
L2 L3 L1 L2 L1
Lx
b a
45°
(Ly-b-d)/2
b+d
(Ly-b-d)/2
(Ly-b-d)/2 (a+d)
M42
M43
PLANTA DE CIMENTACION
DATOS 3 Zapata Lx 1.45 m:= Ly 1.45 m:= H 0.3 m:= hf 2.20 m:=
Columna a 0.40 m:= b 0.40 m:=
7
CUADRO DE RESUMEN
CIMENTACIONIdentificación
ESFUEZOS INICIALESGEOMETRIAZAPATA COLUMNA Pu 4.092 105 m kg s
2-=Lx 1.45 m= a 0.4m=
Mu2 2.971 104 m2
kg s2-=
Ly 1.45 m= b 0.4m=H 0.3m=
Mu3 2.971 104 m2
kg s2-=
d 0.23 m=
ESFUERZOS FINALES EN EL SUELO σa 1.961 105 m1-
kg s2-=
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
σ3M 1.712 105 m1-
kg s2-= σ2M 1.712 105 m
1-kg s
2-=
σ3m 1.712 105 m1-
kg s2-= σ2m 1.712 105 m
1-kg s
2-=
CHEQUEO AL CORTE
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
Actuante Vucx 1.099 105 m kg s2-= Vucy 1.099 105 m kg s
2-=
Resistente Vucrx 2.283 105 m kg s2-= Vucry 2.283 105 m kg s
2-=
CHEQUEO AL PUNZONAMIENTO
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
Actuante Vupx 8.75 104 m kg s2-= Vupy 8.75 104 m kg s
2-=
Resistente Vuprx 2.554 105 m kg s2-= Vupry 2.554 105 m kg s
2-=
DATOS DE DISEÑO
DATOS 1
t 1000 kgf:= Mu2 3.03 t m:= Mu3 3.03 t m:=
Pu 41.73 t:=
DATOS 2γs 1.8
t
m3
:=f´c 240
kgf
cm2
:= fy 4200.kgf
cm2
:= rec 0.10 m:= γh 2.4t
m3
:=
fs 1.50:= σa 20t
m2
:= σs 1.3 σa:= ϕdec 30:= ϕ πϕdec
180:=
DATOS CALCULADOS 1
PPu
fs:= M2
Mu2
fs:= M3
Mu3
fs:=
ka1 sin ϕ( )-
1 sin ϕ( )+:= ka 0.333=
GEOMETRIA (m)
Ly
B1
B2
B1
L2 L3 L1 L2 L1
Lx
b a
45°
(Ly-b-d)/2
b+d
(Ly-b-d)/2
(Ly-b-d)/2 (a+d)
M42
M43
PLANTA DE CIMENTACION
DATOS 3 Zapata Lx 1.45 m:= Ly 1.45 m:= H 0.3 m:= hf 2.20 m:=
Columna a 0.40 m:= b 0.40 m:=
8
CUADRO DE RESUMEN
CIMENTACIONIdentificación
ESFUEZOS INICIALESGEOMETRIAZAPATA COLUMNA Pu 4.092 105 m kg s
2-=Lx 1.45 m= a 0.4m=
Mu2 2.971 104 m2
kg s2-=
Ly 1.45 m= b 0.4m=H 0.3m=
Mu3 2.971 104 m2
kg s2-=
d 0.23 m=
ESFUERZOS FINALES EN EL SUELO σa 1.961 105 m1-
kg s2-=
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
σ3M 1.712 105 m1-
kg s2-= σ2M 1.712 105 m
1-kg s
2-=
σ3m 1.712 105 m1-
kg s2-= σ2m 1.712 105 m
1-kg s
2-=
CHEQUEO AL CORTE
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
Actuante Vucx 1.099 105 m kg s2-= Vucy 1.099 105 m kg s
2-=
Resistente Vucrx 2.283 105 m kg s2-= Vucry 2.283 105 m kg s
2-=
CHEQUEO AL PUNZONAMIENTO
SENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
Actuante Vupx 8.75 104 m kg s2-= Vupy 8.75 104 m kg s
2-=
Resistente Vuprx 2.554 105 m kg s2-= Vupry 2.554 105 m kg s
2-=
CHEQUEO A FLEXIONSENTIDO X-X SENTIDO Y-Y
Asx 3.78 10 4- m2= Asy 3.78 10 4- m
2=
Asminfx 1.112 10 3- m2= Asminfy 1.112 10 3- m
2=
Asmintx 6.67 10 4- m2= Asminty 6.67 10 4- m
2=
diametrox 14 mm:= diametroy 14 mm:=
Abx πdiametrox
2
4:= Aby π
diametroy2
4:=
diametrox 14 mm:= diametroy 14 mm:=
Abx πdiametrox
2
4:= Aby π
diametroy2
4:=
ASDx Asx 0 Asmintx( ):= ASDy Asy 0 Asminty( ):=
Numbx 1max ASDx( )
Abx+:= Numbx 1
max ASDy( )
Abx+:=
Numbx 5.333= Numbx 5.333=
Sepx AbxLy 0.10 m-
max ASDx( ):= Sepy Aby
Ly 0.10 m-
max ASDy( ):=
Sepx 0.312m= Sepy 0.312m=
9
DISEÑO DE COLUMNA:
SecciónBase 0.45 mAlto 0.45 m
Datos de diseñoPu= 41.73 tMux= 3.03 t-mMuy= 3.03 t-m
Materialesf`c= 240 Kg/cm2fy= 4200 Kg/cm2
Recubrimiento 0.05 m.
Cuantía calculada 0.005 Ag
Cuantía mínima 0.01 Ag
Ag= 2025 cm2
As min= 20.25 cm2
8 d=18 mm
Se coloca 8 D=18 mm
diametrox 14 mm:= diametroy 14 mm:=
Abx πdiametrox
2
4:= Aby π
diametroy2
4:=
ASDx Asx 0 Asmintx( ):= ASDy Asy 0 Asminty( ):=
Numbx 1max ASDx( )
Abx+:= Numbx 1
max ASDy( )
Abx+:=
Numbx 5.333= Numbx 5.333=
Sepx AbxLy 0.10 m-
max ASDx( ):= Sepy Aby
Ly 0.10 m-
max ASDy( ):=
Sepx 0.312m= Sepy 0.312m=
10
Planta de cimentación
Armado de zapata
11
DETALLE DE COLUMNA
ANALISIS DE LA CASETA
DATOS GENERALES
Carga viva 150 Kg/m2Carga sismica Análisis dinámicoEsfuerzo admisible del suelo 20 t/m2Profundidad de cimentación 1.5 mLa ciementación del generador es independiente de la estructura
12
f´c= 240 Kg/cm2fy= 4200 Kg/cm2
Programa utilizado Etabs
Carga muerta lo toma el propio programa
Carga de acabados 100 Kg/m2
VISTA GENERAL
13
PLANTA CIMENTACIÓN NIVEL -1,50
PLANTA DE CADENAS NIVEL +/- 0,00
14
PLANTA NIVEL + 3,00
CARGA VIVA T/m2
15
Deformación por sismo
ACERO DE REFUERZO EN CADENAS (cm2)
16
ACERO DE REFUERZO EN VIGAS (cm2)
ACEERO DE REFUERZO EN COLUMNAS (cm2)
ESFUERZO S11ZAPATAS
17
ESFUERZO S22ZAPATAS
1 2 3
A
B
18
ARMADO DE COLUMNAS
1 2 3
A
B
1 2 3
A
B
1 2 3
A
B
19
ARMADO DE LOSA
1 2 3
A
B
1 2 3
A
B