Memoria de Calculo

Página 1

EVALUACION ESTRUCTURAL DE CIMENTACION DE MONOPOLO

Diseño de zapata aislada

1.0 GEOMETRIA :

A = 2.80 mB = 0.60 m

2.00 C = 1.40 mD = 0.30 mE = 1.00 m

(*) El relleno a considerar esrelleno compactado

2.0 ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE SEGÚN EMS ENTREGADO

33.78 Angulo de fricción F.S. 0.7023.65 Angulo de fricción corregido

1.62 Densidad natural (Ton/m3)C = 0.00 Cohesión (Ton/m2)C = 0.00 Cohesión Corregida

< inclinación = 3.84 Inclinación de cargaN.F. = m

Densidad saturada (Ton/m3)

Df = 2.000 Estrato Superior D2 = 0.000 Estrato Inferior

= 3.240 B = 2.800 C = 0.000Sq = 1.44 = 0.60 Sc = 1.49iq = 0.92 = 0.70 ic = 0.92

Nq = 9.26 = 8.98 Nc = 18.86

* Todos estos datos fueron tomados del estudio de suelos

q ult = 48.10 Ton/m2 F.S. = 3

Qadm = 16.03 Ton/m2 = 1.60 kg/cm2

F =F' =g =

gw =

NcCicScNBiSiqSqDfqult *******5.0** gggg

Df*ggSgigN

Memoria de Calculo

Página 2

3.0 VERIFICACIÓN POR CAPACIDAD PORTANTE

Cargas máximas Vx Vy Pz Mx MyMax. Compresión 60° 0.77 1.61 2.85 19.78 9.22

3.1 Esfuerzo Máximo Transmitido al Terreno

W concreto = (AxAxB+(C+D)xExE)x2.4 Ton/m3 = 15.37 TonW relleno = (AxA-ExE)xCx r = 15.32 Ton r = Densidad Mínima del Terreno con el cual se va a rellenar la cimentación = 1.60 Tn/m3

30 °

P = Fz (compresión máxima) + Wconcreto + Wrelleno = 33.5 TonM'x = Vy * (B+C+D) + Mx = 23.48M'y = Vx * (B+C+D) + My = 10.99

P/ AxA + M'x x C/I + M'y x C/I = 13.7 Ton/m2 = 1.37 kg/cm2 =P/ AxA + M'x x C/I - M'y x C/I = 7.7 Ton/m2 = 0.77 kg/cm2P/ AxA - M'x x C/I + M'y x C/I = 0.9 Ton/m2 = 0.09 kg/cm2P/ AxA - M'x x C/I - M'y x C/I = -5.1 Ton/m2 = -0.51 kg/cm2

C = A/2 = 1.40 m OK!!!

5.12 m4

4.0 VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD POR VOLTEO DE ZAPATA EXISTENTE

Cargas máximas Vx Vy Pz Mx MyMax. Compresión 0° 1.38 0.77 2.85 9.28 16.86

Considerando el empuje pasivo:

20.03 Ton-m debido al monopolo

46.96 Ton-m

F empuje =

= 3.000

= 3.505

F empuje = 20.92 Ton

Mr (empuje pasivo) =

Mr (empuje pasivo) = 9.60 Ton-m

F.S. = 2.82 Factor de seguridad de volteo >= 2.00 ok

Sin considerar el empuje pasivo:

20.03 Ton-m debido al monopolo

46.96 Ton-m

F.S. = 2.34 Factor de seguridad de volteo >= 1.50 OK!!!

F r = Angulo de fricción del terreno con el cual se va a rellenar la cimentación =

s 1 = s maxs 2 =s 3 =s 4 =

Qadm > s máx

Ix = Iy = A x A3/12 =

S Ma =

S Mr =

(1/2 grell kp rell hp2 + 2 cu hp) * b + (1/2 gsuelo kp suelo Hz

2 + gsuelo hp Hz kp suelo + 2 cu Hz) * B

kp rell = Tan (45+f rell/2)

kp suelo = Tan (45+f suelo/2)

(1/2 gkphp2 (hp/3+Hz)+ 2 cuhp (hp/2+Hz)) b + (1/6 gkpHz

3 + 1/2 ghpHz2kp + cuHz

2) B

S Ma =

S Mr =

gg

Memoria de Calculo

Página 3

5.0 VERIFICACIÓN DE LA ZAPATA EXISTENTE

5.1 Diseño de zapataLa fuerza máxima en compresión para la combinación 1.25 (D+W)

Cargas máximas Vxu Vyu Pu Mxu MuyMax. Compresión 0.12 7.15 7.46 139.24 2.97

W concreto + W relleno = 30.69

P = Fz (compresión máxima) + 1.25 * (Wconcreto + Wrelleno) = 45.8 TonM'xu = Vyu * (B+C+D) + Mxu = 155.69M'yu = Vxu * (B+C+D) + Myu = 3.25

P/ AxA + M'x x C/I + M'y x C/I = 49.28 Ton/m2 = 4.93 kg/cm2

C = A/2 = 1.40 m

5.12 m4

21.36 Ton/m2

Mu = 45.33 Ton - m

fy = 4200 kg/cm2 b = 280 cmf'c = 175 kg/cm2 (según datos de campo) h = 60 cm

d = 52.5 cm

1.2*Mcr = 53.34 Tn - m

Mdiseño = max (Mu; 1.2 Mcr) = 53.34 Tn - m Cantidad SeparaciónAscr = 6.09 cm2 1 7 48 cm

Asmin = 30.24 cm2 Se requiere :Según reporte : OK!!!

Ec = 198431 kg/cm2Es = 2000000 kg/cm2fc = 70 kg/cm2fs = 1680 kg/cm2n = 10.00k = 0.29j = 0.90

K = 6.91

5.2 Verificación del Peralte de la zapata

d = 52.50 cm EmpleandoMs = 36.27 Tn - m

n = 10 d = raiz (2*M/fc*b*k*j)b = 100 cm

d necesario = 37.35 cm OK!!!

Usar B = 60 cm igual al inicial OK!!!

5.3 Verificación de la columna

Msx = 10.59 Tn - m n =Msy = 19.21 Tn - m

Ps = 6.93 Tn n = 0.1

E = 19.90Considerar E = 100 cm

Cuantia mínimar = 0.5 % (para interconexion pedestal - zapata)

As = 50

Cantidad1 20.0 Según cuantia mínima del RNE

Según reporte : OK!!!Mux = 13.24 Tn - mMuy = 24.01 Tn - m

Pu = 8.66 Tn

s máx =

Ix = Iy = A x A3/12 =

s tu cara del muro =

F (pulg)

F 1" cada 50 cmF 1" cada 20 cm

P / (f'c * E2)

cm2

F (pulg)

24 F 1"

Memoria de Calculo

Página 4

5.4 Verificación de la columna como viga en voladizo

n = 5 Número de varillas que soportan el momentoAs = 25.35 cm2

Mu = 13.24 Tn - mK = 1.50

As (Mu) = 3.75 cm2 As > As (Mu) Ok!

Se requiere :Según reporte : OK!!!

16 F 1"24 F 1"

Memoria de Calculo

Página 5

EVALUACION ESTRUCTURAL DE CIMENTACION DE MONOPOLO

Memoria de Calculo (2)

Página 6

EVALUACION ESTRUCTURAL DE CIMENTACION DE MONOPOLO

Monopolo 30m - EBC LOS INGENIEROSDiseño de zapata aislada

1.0 GEOMETRIA :

A = 3.60 mB = 0.60 mC = 1.40 mD = 0.30 mE = 0.80 m

(*) El relleno a considerar esrelleno compactado

2.0 ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE SEGÚN EMS ENTREGADO

1.06Angulo de fricción F.S. 0.70

0.00 Angulo de fricción corregido1.48 Densidad natural (Ton/m3)

C = 1.06 Cohesión (Ton/m2)C = 1.06 Cohesión Corregida 0.098

< inclinación = 3.84 Inclinación de carga dq ?N.F. = NO

0.00

Df = 2.000 Estrato Superior D2 = 0.000 Estrato Inferior

= 2.960 B = 3.600 C = 1.060Sq = 1.00 = 0.60 Sc = 1.19iq = 0.92 = #DIV/0! ic = 0.92

Nq = 1.00 = 0.00 Nc = 5.14

* Todos estos datos fueron tomados del estudio de suelos

q ult = #DIV/0! Ton/m2 F.S. = 3

Qadm = #DIV/0! Ton/m2 = #DIV/0! kg/cm2

F =F' =g =

gw =

NcCicScNBiSiqSqDfqult *******5.0** gggg

Df*ggSgigN

Memoria de Calculo (2)

Página 7

3.0 VERIFICACIÓN POR CAPACIDAD PORTANTE

Cargas máximas Vx Vy Pz Mx MyMax. Compresión 60° 2.64 4.96 5.97 96.58 16.86

3.1 Esfuerzo Máximo Transmitido al Terreno

W concreto = (AxAxB+(C+D)xExE)x2.4 Ton/m3 = 21.27 TonW relleno = (AxA-ExE)xCx r = 27.60 Ton r = Densidad Mínima del Terreno con el cual se va a rellenar la cimentación = 1.60 Tn/m3

30 °

P = Fz (compresión máxima) + Wconcreto + Wrelleno = 54.8 TonM'x = Vy * (B+C+D) + Mx = 107.99M'y = Vx * (B+C+D) + My = 22.93

P/ AxA + M'x x C/I + M'y x C/I = 21.1 Ton/m2 = 2.11 kg/cm2 =P/ AxA + M'x x C/I - M'y x C/I = 15.2 Ton/m2 = 1.52 kg/cm2P/ AxA - M'x x C/I + M'y x C/I = -6.7 Ton/m2 = -0.67 kg/cm2P/ AxA - M'x x C/I - M'y x C/I = -12.6 Ton/m2 = -1.26 kg/cm2

C = A/2 = 1.80 m #DIV/0!

14.00 m4

4.0 VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD POR VOLTEO DE ZAPATA EXISTENTE

Cargas máximas Vx Vy Pz Mx MyMax. Compresión 0° 1.38 0.77 2.85 9.28 16.86

Considerando el empuje pasivo:

20.03 Ton-m debido al monopolo

98.71 Ton-m

F empuje =

= 3.000

= 1.000

F empuje = 16.15 Ton

Mr (empuje pasivo) =

Mr (empuje pasivo) = 10.01 Ton-m

F.S. = 5.43 Factor de seguridad de volteo >= 2.00 ok

Sin considerar el empuje pasivo:

20.03 Ton-m debido al monopolo

98.71 Ton-m

F.S. = 4.93 Factor de seguridad de volteo >= 1.50 OK!!!

F r = Angulo de fricción del terreno con el cual se va a rellenar la cimentación =

s 1 = s maxs 2 =s 3 =s 4 =

Qadm > s máx

Ix = Iy = A x A3/12 =

S Ma =

S Mr =

(1/2 grell kp rell hp2 + 2 cu hp) * b + (1/2 gsuelo kp suelo Hz

2 + gsuelo hp Hz kp suelo + 2 cu Hz) * B

kp rell = Tan (45+f rell/2)

kp suelo = Tan (45+f suelo/2)

(1/2 gkphp2 (hp/3+Hz)+ 2 cuhp (hp/2+Hz)) b + (1/6 gkpHz

3 + 1/2 ghpHz2kp + cuHz

2) B

S Ma =

S Mr =

gg

Memoria de Calculo (2)

Página 8

5.0 VERIFICACIÓN DE LA ZAPATA EXISTENTE

5.1 Diseño de zapataLa fuerza máxima en compresión para la combinación 1.25 (D+W)

Cargas máximas Vxu Vyu Pu Mxu MuyMax. Compresión 1.72 0.96 3.56 11.60 21.08

W concreto + W relleno = 48.87

P = Fz (compresión máxima) + 1.25 * (Wconcreto + Wrelleno) = 64.7 TonM'xu = Vyu * (B+C+D) + Mxu = 13.81M'yu = Vxu * (B+C+D) + Myu = 25.04

P/ AxA + M'x x C/I + M'y x C/I = 9.99 Ton/m2 = 1.00 kg/cm2

C = A/2 = 1.80 m

14.00 m4

6.10 Ton/m2

Mu = 30.66 Ton - m

fy = 4200 kg/cm2 b = 360 cmf'c = 175 kg/cm2 (según datos de campo) h = 60 cm

d = 52.5 cm

1.2*Mcr = 68.58 Tn - m

Mdiseño = max (Mu; 1.2 Mcr) = 68.58 Tn - m Cantidad SeparaciónAscr = 6.09 cm2 1 9 47 cm

Asmin = 38.88 cm2 Se requiere :Según reporte : OK!!!

Ec = 198431 kg/cm2Es = 2000000 kg/cm2fc = 70 kg/cm2fs = 1680 kg/cm2n = 10.00k = 0.29j = 0.90

K = 6.91

5.2 Verificación del Peralte de la zapata

d = 52.50 cm EmpleandoMs = 24.53 Tn - m

n = 10 d = raiz (2*M/fc*b*k*j)b = 100 cm

d necesario = 27.09 cm OK!!!

Usar B = 60 cm igual al inicial OK!!!

5.3 Verificación de la columna

Msx = 10.59 Tn - m n =Msy = 19.21 Tn - m

Ps = 5.46 Tn n = 0.1

E = 17.67Considerar E = 80 cm

Cuantia mínimar = 0.5 % (para interconexion pedestal - zapata)

As = 32

Cantidad1 20.0 Según cuantia mínima del RNE

Según reporte : OK!!!Mux = 13.24 Tn - mMuy = 24.01 Tn - m

Pu = 6.83 Tn

s máx =

Ix = Iy = A x A3/12 =

s tu cara del muro =

F (pulg)

F 1" cada 50 cmF 1" cada 20 cm

P / (f'c * E2)

cm2

F (pulg)

24 F 1"

Memoria de Calculo (2)

Página 9

5.4 Verificación de la columna como viga en voladizo

n = 5 Número de varillas que soportan el momentoAs = 25.35 cm2

Mu = 13.24 Tn - mK = 3.02

As (Mu) = 4.79 cm2 As > As (Mu) Ok!

Se requiere :Según reporte : OK!!!

6.0 CONCLUSIONES

1.- La zapata falla por VOLTEO, se requiere cambiar el relleno compactado por concreto ciclopeo.

16 F 1"24 F 1"

VERIFICACION DEL SISTEMA DE ANCLAJE DE LATORRESOBRE LA EDIFICACION EXISTENTE

EBC BIGOTE

DISEÑO DE PERNOS DE ANCLAJE

T

Vx VyDonde:

0.55

2530Acero SAE 1020

Reacciones:

T = 32415.05 Kg

1285.44 Kg

180.81 Kg= 1298.09 Kg

As =32415.05

+1298.09

x1.00

1518.00 709.67 1.33

As = 17.43

Son necesarios 4 pernos de 1" , mínimo.Es necesario reforzar con mínimo 4 pernos de anclaje de 1" ó 8 pernos de anclaje de 3/4" (*) Se recomienda una longitud mínima de 100cm

DISEÑO DE ESPESOR DE PLACA BASE

L

L Donde: m

32415.05 Kg

2530m = dist entre angulo y arista = 10.0 cmL = longitud de la plancha = 45.0 cm

A = area de la plancha LxL = 2025.01.33

t = 2 x 10.0 x32415.05 cm

2025.0 x 1.33 x 2530

t = 1.379 cm

Se recomienda una plancha de 24 mm = 1"

Notas: Los pernos de anclaje son diseñados según ASCE 10-97 Cap. 7.4.2Placa base diseñada según AISC Cap. 3.106Los esfuerzos fueron incrementados en 1/3 según TIA/EIA 222-F párrafo 3.1.1.

m = coeficiente de fricción =

FY = Resistencia del acero = Kg/cm2

Vx =

Vy =

cm2

P = fuerza axial =

FY = Resistencia del acero = Kg/cm2

cm2

f = coeficiente de seguridad =

33.1

1

6.085.06.0x

F

V

F

TA

YYS

m

22yx VVV

YFA

Pmt

f2