Memorias de Calculo Diseño de Box Coulvert 1x1

MEMORIAS DE CÁLCULO ESTRUCTURAL. PROYECTO: LOCALIZACIÓN: PROYECTO: PROPIETARIO: DISEÑADOR: REVISOR:

Box culvert de 1.0x1.0m K21+550; K23+700; K34+400 MANTENIMIENTO Y MEJORAMIENTO DE LA VIA SUCRE – LA GUARIPA, MUNICIPIO DE SUCRE, DEPARTAMENTO DE SUCRE MUNICIPIO DE SUCRE - SUCRE Ing. Civil Gloria De La Ossa Támara Ing. Civil Diana Patricia Arenas Madrigal

A continuación se muestra el diseño estructural realizado para la construcción de un box culvert, localizado en la vía Sucre – La Guaripa, Municipio de Sucre - Sucre; la vía proyectada es una calzada de 7.0 m de ancho, el box culvert solicitado tiene un ancho de 1.0 y una altura de 1.0 m, para cumplir los requerimientos hidráulicos presentes en la abscisa. Este diseño se hace por solicitud del Municipio de Sucre - Sucre y se realizó siguiendo los lineamientos establecidos por la Norma Sismorresistente Colombiana (NSR-10), el código Colombiano de diseño sísmico de puentes CCDSP – 95, los resultados del estudio de suelo realizados por la firma INDESA S.A.S. y en la experiencia que se tiene en el campo de las estructuras. Siguiendo los parámetros anteriores se ha propuesto un sistema estructural en muros, losa de fondo y superior maciza de concreto reforzado, para el diseño del puente. A continuación se muestra la memoria de cálculo estructural de la estructura en mención.

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. Con el fin de permitir la continuación de la vía Sucre – La Guaripa, sobre la abscisa en estudio, se propone la construcción de un box culvert, basados en las exigencias mínimas de la Norma NSR – 10, del CCDSP – 95, el diseño hidráulico y en las características geotécnicas específicas del subsuelo, con el siguiente manejo estructural en concreto reforzado. El box culvert presenta unas dimensiones mínimas de 1.0m por 1.0m interno libre,. A continuación presentamos el análisis, donde se define las restantes dimensiones.

2. METODO DE ANÁLISIS. El análisis estructural empleado para las paredes, equivale a una viga articulada sujeta a cargas, de igual forma las losas de fondo y superior. Para las aletas de salida, estas se diseñaran bajo las consideraciones de un muro de contención en voladizo. A continuación encontrará el análisis para cada elemento.

2.1.1.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Resistencia especificada del Hormigón a la compresión: f‘c = 280 kgf / cm² cumpliendo requisitos de la NSR-10 tabla C.4.2.1 y C.4.3.1 para el tipo P1, donde se clasifica este tipo de estructura, se asigna esta categoría de forma rutinaria, ya que no aplica a las otras clases de exposición no aplican. Esfuerzo del acero a la fluencia nominal (para el acero longitudinal): fyf = 4.200 kgf / cm²

Box culvert 1x1 via La Guaripa - Sucre

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Revisión de dimensiones. Para el predimensionamiento de la losa superior se tiene en cuenta el siguiente parámetro: Se considera que esta es una losa maciza, apoyada en muros, sin vigas interiores y son ábacos. Por lo tanto debe de cumplir con lo estipulado en la tabla CR.9.5 de la NSR – 10. Lo que nos proporciona un espesor 6 cm pero por el sobrelleno considerado de máximo 1.0 m de altura, se usará un espesor de 20.0 cm. Para los muros y la losa de fundación se aplica el mismo principio, por lo tanto el espesor a usar es de 20.0 cm. Estos espesores se verificarán al final, los cuales nos deben arrojar deformaciones ≤ 1.0% H.

2.1.2.

SOLICITACIONES DE CARGA EN EL MURO

Las condiciones en cuanto a cargas, se encuentran dispuestas en el capítulo B, usaremos el método del estado límite de los materiales que se encuentra en el artículo B.2.4.2. Para el muro, fondo y losa superior se consideran las siguientes cargas:  Carga muerta: corresponde al peso propio de la estructura, más la carga del sobrelleno.  Empuje del suelo de lleno: empuje que ejerce el material de lleno de soporte.  Empuje del suelo natural: empuje que ejerce el terreno natural al muro.  Empuje por la sobrecarga del tránsito carga viva.  Carga Sísmica: El código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes CCSP-95 en su artículo A.3.5.1.2, exime a los puentes enterrados tipo Box culvert del análisis sísmico.

Box culvert 1x1 via La Guaripa - Sucre

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Para (B.2.4-1) queda 1.4D ya que el proyecto no presenta cargas debida al peso y presión de los fluidos Para (B.2.4-2) queda 1.2D + 1.6L + 1.6H ya que Lr, G, Le, no aplican. Para (B.2.4-3 y B.2.4-4) queda 1.2D + L ya que Lr, G, Le,W no aplican. Para (B.2.4-5) queda 1.2D + 1.0 L. Igual a la anterior ya que E, no aplica.. Para (B.2.4-6) queda 0.9D + 1.6H ya que W, no aplican. Para (B.2.4-7) queda Igual a la anterior ya que E, no aplica.

COMBO N° 1 ________________________1.4D COMBO N° 2 ________________________1.2D + 1.6L + 1.6H COMBO N° 3 ________________________1.2D + L COMBO N° 4 ________________________0.9D + 1.6H

Donde:

D = Carga Muerta. L = Carga Viva. H = cargas debidas al empuje lateral del suelo.

 ANALISIS DE CARGA MUERTA

CARGA MUERTA Se refiere a el peso por metro lineal de la carga muerta, generada por el peso propio del box-culvert más el relleno. a. Losa Superior = Bt*t*2,4 = b. Losa Inferior = Bt*t1*2,4 = c. Peso muros =3*hb*t*2,4 = Box culvert 1x1 via La Guaripa - Sucre

0.67

t/ml

0.67

t/ml

1.44

t/ml Página 3 de 10

Peso Box-culvert = d. Peso rell. =Peso húm*hr*Bt =

2.78

t/ml

3.09

t/ml

e. Presión en la losa inferior = Carga muerta /Bt e. Presión en la losa inferior = 4.20 f. Presión en la losa superior = (a+d)/Bt f. Presión en la losa superior = 2.69

t/ml/ml

t/ml/ml

La presión admisible debe ser mayor que la presión en la Losa inferior. Cumple pues s= 7,2 T/m

2

 ANALISIS DE CARGA PARA EL EMPUJE DE TIERRAS

DATOS DEL RELLENO Peso vol suelo = Ang. fricción = cohesión =

2.21 t/m3 8.00 Grados 3.00 t/m2

E = Peso húmedo*(h')*Ka ; Donde E = Empuje activo en ton/ml/ml 3

Peso húmedo = Peso del terreno húmedo en t/m h' = Altura al nivel de evaluación del empuje; en m Ka = Coeficiente de presión activo , se toma igual al de reposo Box culvert 1x1 via La Guaripa - Sucre

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Considerando la imposibilidad de las paredes para moverse. De acuerdo a relación de Jaky ; Ko = 1-sen (ang. fricción) Ko = 0.86 En la parte superior del Box-culvert; Es = En la parte inferior del Box-culvert; Ei =

1.90 4.19

t/ml/ml t/ml/ml

 ANALISIS DE CARGA VIVA

Como es una vía terciaria se trabajará como camión de diseño C-32-95

PESO TOTAL : EJE DELANTERO E = EJES TRASERO E =

32.00 8.00 12.00

Ton Ton Ton

Teniendo en cuenta que la luz del box-culvert L1 es menor de 7,30m , el momento máximo Por carga viva se produce cuando el eje trasero se encuentra en la mitad de la luz. La carga viva se distribuirá en una franja de ancho 2E, siendo E = 1,22+0,06*L1