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Reporte técnico de análisis y proyección estructural: Domo

Carretero, comunidad de Corinto, departamento de Cortés.

Presentado para: Embajada USA.

Elaborado por: Sandro E. Giron M.

Ing. Civil, M. Sc. Ing. Estructural

CICH 5013

Tegucigalpa M.D.C. Febrero, 2024.

Informe de análisis y proyección estructural, Domo Carretero, comunidad de Corinto, departamento de Cortés.

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CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. MEMORIA DESCRIPTIVA

3. MEMORIA DE CÁLCULO, ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

3.1 Software de análisis y revisiones preliminares

3.1.1 Software de análisis y diseño estructural

3.1.2 Revisiones preliminares

3.2 Modelo analítico de la estructura

3.3 Modelación de los materiales a usar en la estructura

3.4 Modelación de apoyos en la estructura

3.5 Modelación de las solicitaciones o cargas de la estructura

3.6 Proyección estructural y revisiones

3.6.1 Revisión de deflexiones

3.6.2 Proyección de cimentación, revisión por volteo

3.6.3 Revisión y proyección de pedestales

3.6.4 Revisión por confinamiento de columnas

3.6.5 Diseño de elementos metálicos

3.6.1 Diseño de placas de conexión

4. CONCLUSIONES

5. RECOMENDACIONES

6. ANEXOS

7. BIBLIOGRAFÍA

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1. INTRODUCCIÓN.

La embajada de los Estados Unidos de América, a través del departamento de estado, en apoyo al Ministerio de Seguridad, desarrolla una serie de actividades para mejorar la seguridad en el país, una de estas actividades es la construcción de domos carreteros en varias postas policiales a lo largo del territorio nacional. En este informe se desarrolla el análisis y proyección estructural para el domo carretero en la comunidad de Corinto, departamento de Cortés.

De acuerdo a lineamientos de los encargados del proyecto, la estructura se construirá con cimentación y pedestales de hormigón reforzado, columnas de metal tipo W, y techo curvo autoportante.

Se presenta el modelo estructural para ser analizado mediante el software de ordenador especializado para análisis y diseño de estructuras STAAD.Pro Advanced CONNECT

Edition versión 2023; Para la proyección estructural se ha usado como norma el Código

Hondureño de la Construcción CHOC 2008 edición reciente, con auxilio en códigos AISC, LRFD, ACI entre otros.

Se toma como múltiples escenarios de carga todas las combinaciones posibles de solicitaciones, entre ellas, carga muerta, viva y viento.

Para el análisis y proyección estructural, al igual que para los detalles estructurales en planos se usa el Sistema Métrico Decimal (SMD), para la proyección de las placas de conexión entre las columnas metálicas y pedestales de hormigón reforzado se usa el sistema inglés.

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2. MEMORIA DESCRIPTIVA.

Para el análisis y proyección estructural del domo carretero, se proporciona el plano arquitectónico principal. Ver figura siguiente.

Fig. 1. Planta esquemática de ubicación del domo carretero.

Fuente: de plano suministrado para proyección estructural.

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Fig. 2. Perfil esquemático y analítico de domo carretero.

Fuente: plano suministrado para proyección estructural y propio.

Se ha suministrado por parte de la secretaría de infraestructura y transporte el informe de sondeos del suelo mediante ensayos SPT en la zona donde se pretende construir el domo.

En resumen, el resultado de los ensayos se muestra en la siguiente tabla.

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Tabla I. Capacidad soportante preliminar, construcción de domo en Corinto, Cortés.

Fuente: Informe sondeos de suelos ensayo SPT, SIT.

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De acuerdo a la tabla I, el suelo en estudio tiene características de soporte muy bajas. Se plantea estabilizar el suelo de cimentación, para ello, se debe excavar a una profundidad de

4m, posteriormente, se deberá rellenar y compactar mecánicamente con material selecto en capas de 20cm una profundidad de 2m. Sobre el suelo de relleno se construirá la cimentación con un espesor de 50cm, esta se debe fundir sobre una base de hormigón con proporción 1:4:4 y espesor de 0.1m, lo que establece un relleno con material de sitio (previa clasificación, sin contenido de desperdicios o suciedad ajena al suelo), y debidamente compactado de 1.4m de espesor.

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3. MEMORIA DE CÁLCULO, ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL.

3.1 Software de análisis y revisiones preliminares.

3.1.1 Software de análisis y diseño estructural.

En este análisis se usará el STAAD.Pro Advanced CONNECT Edition, versión 2023. Este fenomenal software permite modelar las estructuras con elementos finitos y en el espacio, es muy importante mencionar para una mejor comprensión del lector, que el software tiene una variedad de códigos y reglamentos usados en distintos países del mundo, incluyendo los códigos y reglamentos en los que se basa el Código Hondureño de la Construcción

(CHOC), lo que permite obtener resultados coherentes.

3.1.2 Revisiones preliminares.

Ya que es una estructura simple, se revisa que los elementos estructurales: cimientos, columnas y vigas, no estén sometidos a tensiones excesivas.

En la cimentación, por ejemplo, no deben existir zonas a tracción, esto por las altas cargas laterales esperadas, tanto del empuje del techo como del viento.

En las columnas y vigas, su uso en condiciones últimas, no debe pasar del 100% (1).

3.2 Modelo analítico de la estructura.

El modelo analítico se realiza a la estructura principal o de soporte para el techo autoportante. La estructura de techo se supone funcional y adecuada de acuerdo al fabricante del mismo.

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Fig. 3. Modelo analítico domo carretero.

3.3 Modelación de los materiales a usar en la estructura.

La estructura en estudio se ha modelado con un esfuerzo para el hormigón a los 28 días de f’c = 210 kg/cm2 (3ksi) con una densidad de 2,400 kg/m3.

Para el acero de refuerzo, el esfuerzo de fluencia Fy debe ser 2,800 kg/cm2 (G40ksi).

Para los perfiles metálicos tipo W, el acero es A992.

3.4 Modelación de apoyos en la estructura.

Se modela la cimentación mediante cimientos aislados con espesor de 0.5m, desplantados a -2.0m, donde 0.1m será base de hormigón (proporción 1:4:4) y 1.4m de suelo de relleno debidamente compactado sobre la cimentación.

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Ya que los ensayos de suelos son preliminares y no finales, se toma un esfuerzo admisible del mismo en 1.5 kg/cm2, a una profundidad de 2.0m, asumiendo se estabilizará el suelo

(se debe excavar a una profundidad de 4m, posteriormente, se deberá rellenar y compactar mecánicamente con material selecto en capas de 20cm una profundidad de 2m).

Fig. 4. Modelo analítico, cimentación.

3.5 Modelación de las solicitaciones o cargas de la estructura.

Las cargas son las que producen los esfuerzos en las estructuras, y con ello se obtienen las deformaciones. Para la modelación de las cargas es necesario clasificarlas y posteriormente separarlas para la introducción y asignación en el software. La obtención de cargas para estructuras tipo domo, se calculan de la siguiente forma.

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Las cargas permanentes (muerta) y ocupacionales (vivas) y ecológica (viento) actuantes en la estructura se determinan como se muestra a continuación.

Fig. 5. Diagrama de cuerpo libre para modelo analítico de techo curvo autoportante.

Las reacciones y cargas actuantes se obtienen a continuación.

𝑄𝑡 = 𝑞 ∗ 𝑙

𝑉= 𝑞 ∗ 𝑙

𝐻= 𝑄𝑡 𝑙

8𝑓

𝑄𝑡 = Carga total

𝑉= Reacción vertical

𝐻= Reacción horizontal 𝑞= Carga distribuida

𝐿= Cuerda del arco 𝑓= Flecha del arco

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Conservadoramente se toma 20kg/m2 como carga por metro cuadrado para el techo autoportante, lo mismo sucede para la carga de viento, pues la altura no pasa los 10m de altura y su velocidad no sobrepasa 220km/h, sin embargo, por la velocidad posible de vehículos de carga, es mejor el tomar valores conservadores. Se enfatiza que la carga de viento es crítica en succión (no barlovento ni sotavento), pues es una estructura abierta, por tal motivo, el tomar esta carga por unidad de área en el techo, es conveniente. De forma breve, las cargas se clasifican en:

3.5.1 Cargas muertas o permanentes.

Como su nombre lo indica, son las cargas que actúan permanentemente sobre la estructura durante su vida útil.

Carga muerta, CM 20 kg/m

Carga total de viento: 10863.000 kg

Carga viva, CV 30 kg/m

Carga de Viento, WL 30 kg/m

CV miembros laterales: 213.000 kg/m f 1.44 m

Lado 1 14.2 m

Lado 2 25.5 m

Área de techo 362.1 m

Distancia entre columnas 8.33 m

Área tributaria 1 59.143 m

Laterales

Área tributaria 2 118.286 m

Centrales

Carga puntual columnas de orilla, Qt

Muerta 1182.860 kg entre 2 591.430 kg por columna lateral

Viva 1774.290 kg entre 2 887.145 kg por columna lateral

Viento 1774.290 kg entre 2 887.145 kg por columna lateral

Carga puntual columnas de centro, Qt

Muerta 2365.720 kg entre 2 1182.860 kg por columna de centro

Viva 3548.580 kg entre 2 1774.290 kg por columna de centro

Viento 3548.580 kg entre 2 1774.290 kg por columna de centro

H1 1093.529 kg Columnas de extremos

H2 2187.059 kg Columnas centrales

WL

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3.5.2 Sobrecarga de explotación o de uso (viva u ocupacional):

Estas cargas dependen del uso que se le vaya a dar a la estructura, y evidentemente de su funcionabilidad, algunos autores la llaman carga viva.

3.5.3 Cargas de sobrecarga.

Son cargas que pueden estar presentes o no en la estructura con un grado mayor o menor de permanencia, pueden ser de varios tipos según su naturaleza u origen:

• Sobrecargas ecológicas (cargas ambientales): se deben a causas de la naturaleza como son las acciones del viento, sismo, variaciones térmicas o higrométricas del ambiente, movimiento de apoyos, y otros.

• Cargas de ejecución: son inducidas por el proceso constructivo.

• Cargas excepcionales: cargas de carácter anormal y difícilmente previsibles.

Algunos ejemplos de las cargas anteriores se definen a continuación:

• Carga permanente o muerta: Son aquellas que obran de forma continua sobre la estructura y cuya intensidad puede considerarse que no varía con el tiempo. Entran en esta categoría: las cargas muertas del peso propio de los elementos estructurales

(selfweight), las soluciones de tratamiento de pisos y techos, empujes de tierra y líquidos en recipientes, efecto del pretensado, y otros. Ver figura siguiente.

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Fig. 6. Carga muerta en columnas de extremos, 591.43kg.

Fig. 7. Carga muerta en columnas de extremos, 1182.86kg.

Fig. 8. Carga muerta en columnas de extremos, 729kg.

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Fig. 9. Carga muerta en columnas de extremos, 990kg.

Fig. 10. Carga de relleno del suelo sobre cimentación: 2,548kg/m2.

Se usa valor de carga (relleno) en la cimentación de 2,548kg/m2 (1,820kg/m3 x 1.4m =

2,548.00kg/m2).

• Carga de uso o cargas vivas.

Son las cargas provocadas por los pesos de las personas y los objetos en los locales, estas, dependen de las características de uso. Debe quedar claro que esta carga puede o no existir en un momento dado, puede estar a su máximo valor u otro intermedio y esto debe de tomarse en cuenta a la hora de combinarla con otras cargas. De la tabla 1.1.5 se obtienen las cargas de techo. De acuerdo a la tabla 1.1.5-1, la carga viva para domos debe ser de

60kg/m2, permitiendo reducción. Como es de esperarse, la carga viva en el techo con un valor de 60kg/m2 no tiene ninguna influencia que diverja respecto de los resultados obtenidos de la proyección estructural con carga viva de 30kg/m2, al contrario, es

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Página 16 contraproducente, ya que, al factorizar las diferentes cargas, el efecto crítico es en tracción, no en compresión como usualmente sucede en estructuras convencionales, por ejemplo, edificios; Ya que no se espera la existencia de carga viva por el uso y naturaleza constructiva del techo, por tanto, es conveniente reducir la carga viva, se usará 30kg/m2.

Ver figuras siguientes.

Fig. 11. Carga viva, 887.14kg.

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Fig. 12. Carga viva, 1774.29kg.

• Cargas ecológicas.

Son aquellas cargas provocadas por la naturaleza, tales como las cargas de nieve, sismo, y la carga de viento, siendo esta última, la más crítica en la estructura en análisis.

El CHOC en su capítulo 2.3, diseño mínimo por sismo, literalmente dice en su numeral

1.3.1.1: las estructuras y sus partes deberán diseñarse y construirse para resistir, como mínimo, los efectos de los movimientos sísmicos del terreno como se dispone en esta sección. Referente a sismo y viento en su numeral 1.3.1.2 dice: Cuando los efectos del viento obtenidos por los procedimientos descritos en la Sección 2, son mayores que los efectos sísmicos, el diseño por viento deberá controlar, pero los requisitos y limitaciones en detalles del diseño dispuesto en esta Sección 3, y en otras normas técnicas complementarias de este código, deberán cumplirse.

En criterios de selección 1.3.4 y bases para el diseño el CHOC dice: Los procedimientos y limitaciones para el diseño de estructuras se deberá determinar considerando la zonificación, características del sitio, ocupación, configuración, sistema estructural y altura de la estructura de acuerdo con esta sección.

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Las fuerzas mínimas sísmicas de diseño deberán ser las determinadas de acuerdo con el procedimiento de fuerza lateral estática de la Sección 3.5, excepto como se modifique por

3.6.5.3.

En la estructura en análisis, el efecto del viento es más crítico que el efecto sísmico, por tanto, el diseño por viento, rige.

Fig. 13. Carga de viento crítica, succión de 248.5kg/m.

3.6 Proyección estructural y revisiones.

La estructura en análisis es relativamente sencilla, se debe revisar que no existan desplazamientos horizontales excesivos en el extremo superior de las columnas, se deberá asegurar el buen funcionamiento de la cimentación y que las conexiones de placas y columna no fallen, al igual que los elementos tipo columna.

3.6.1 Revisión de deflexiones.

Como se aprecia en el reglamento, las deflexiones tienen limites admisibles, y estos pueden ser de acuerdo a 2.9.5, el resumen se muestra en la tabla 2.95-b:

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Fig. 14. Deflexión máxima en servicio 3.32cm, dirección Z.

La deflexión admisible se puede tomar entonces como: L/180 = 610/180 = 3.38cm. La deflexión actuante máxima es de 3.07cm, por tanto, la deflexión actuante se encuentra dentro de los limites admisibles.

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3.6.2 Proyección de cimentación, revisión por volteo.

Aquí es importante analizar que las fuerzas laterales no sean tan grandes como para volcar la estructura, por lo que es de suma importancia revisar las cargas de servicio más el empuje del viento y del techo curvo.

Por lo anterior, la estructura debe considerarse con empotramientos en un medio elástico, y cada una de las cimentaciones debe ser analizada individualmente. La proyección o diseño estructural de las cimentaciones se realiza de tal forma que, los esfuerzos en el suelo no excedan los 1.5 kg/cm2. El procedimiento se muestra a continuación.

Cimentación de extremos.

Fecha Actual: 22/1/2024 12:10

Sistema de unidades: Métrico

Nombre del archivo: C:\Todo\Todo\Proyectos\Otros\USA Embassy\2023\2. Domo Corinto, Cortés\Rediseño 2024\Zapata extremos.ftd

Resultados de Diseño

Zapatas de Hormigón Armado

Datos Generales

Estatus global : Bien

Código de diseño : ACI 318-2019

Tipo de zapata : Aislada

Tipo de columna : Concreto

Materiales

Hormigón, f'c : 0.21 [Ton/cm2] Acero, fy : 4.22 [Ton/cm2]

Tipo de concreto : Normal Recubrimiento epóxico : No

Módulo de elasticidad hormigón : 219.50 [Ton/cm2] Módulo de elasticidad acero : 2038.89 [Ton/cm2]

Peso unitario : 2.40 [Ton/m3]

Suelo

Coeficiente de balasto : 1500.00 [Ton/m3] Cohesión : 200.00 [Kg/m2]

Peso unitario (húmedo) : 1.82 [Ton/m3] Ángulo de fricción interna : 30.00 [º]

Peso unitario saturado : 1.95 [Ton/m3] Profundidad del nivel freático : 14.00 [m]

Inclinación del terreno : 0.00 [º]

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Geometría

Longitud : 1.70 [m]

Ancho : 1.30 [m]

Espesor : 0.50 [m]

Profundidad de la base : 1.90 [m]

Área de la base : 2.21 [m2]

Volumen de la zapata : 1.11 [m3]

Longitud de la columna : 60.00 [cm]

Ancho de la columna : 60.00 [cm]

Posición de la columna respecto al c.g. de la zapata : Frontal

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Reinforcement

Armadura longitudinal

Recubrimiento libre : 8.00 [cm]

Relación máxima permitida entre Rho/Rho balanceo : 0.75

Armadura // a L (xx) inferior : 6-R16 c/ 20.32cm

Armadura // a L (xx) superior : 5-R10 c/ 27.94cm

Armadura // a B (zz) inferior : 2-R16 c/ 10.16cm (Zona 1)

Armadura // a B (zz) inferior : 7-R16 c/ 20.32cm (Zona 2)

Armadura // a B (zz) inferior : 2-R16 c/ 10.16cm (Zona 3)

Armadura // a B (zz) superior : 5-R10 c/ 30.48cm

Armadura // a B (zz) superior : 1-R10 c/ 0.00cm

Armadura // a B (zz) superior : 1-R10 c/ 0.00cm

Condiciones de carga

Servicio:

S : Muert+Viva

S1 : 0.75EQx+0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S2 : -0.75EQx+0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S3 : 0.225EQx+0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S4 : 0.225EQx-0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S5 : 0.75EQx-0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S6 : -0.75EQx-0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S7 : -0.225EQx+0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S8 : -0.225EQx-0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

Límite ultimo:

U : 1.4Muert+1.7Viva

Cargas

Estado Axial Mxx Mzz Vx Vz

[Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton] [Ton]

EQx 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

EQz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Muert 2.42 5.52 -0.07 0.00 0.00

Viva 1.89 0.00 -0.14 0.15 0.16

Diseño

Estatus : Bien

Interacción suelo - fundación

Esfuerzo debido al peso del relleno y de la zapata : 3.93E03 [Kg/m2]

Factor de seguridad min. para capacidad portante : 1.40

Factor de seguridad min. para deslizamiento : 1.40

Factor de seguridad min. a vuelco : 1.40

Esfuerzo efectivo previo (qef) : 3.46E03 [Kg/m2]

Estado gobernante : S

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Estado qu qnmax qnav FS max Área Volteo FS

[Kg/m2] [Kg/m2] [Kg/m2] C. Port. [cm] comp(%) FSx FSz desliz.

S 1.06E05 1.14E04 3.85E03 8.97 0.992 78 2.08 84.28 130.48

Flexión

Factor : 0.90

Cuantía mínima : 0.00180

Longitud de desarrollo

Eje Pos. ld lhd Dist1 Dist2

[cm] [cm] [cm] [cm] z Inf. 48.51 16.98 62.00 -8.00 x Inf. 68.02 23.81 47.00 47.00 z Sup. 30.48 15.24 62.00 -8.00 x Sup. 30.48 15.24 47.00 47.00

Eje Pos. Estado Mu *Mn Asreq Asprov Asreq/Asprov Mu/(*Mn)

[Ton*m] [Ton*m] [cm2] [cm2] zz Sup. U 0.00 0.00 0.00 3.93 0.000 0.000 zz Inf. U 0.64 18.36 11.70 12.06 0.970 0.035 xx Sup. U 0.00 0.00 0.00 5.50 0.000 0.000 xx Inf. U 4.29 31.96 15.30 22.11 0.692 0.134

Cortantes

Factor : 0.75

Área de corte plano zz : 0.54 [m2]

Área de corte plano xx : 0.67 [m2]

Plano Estado Vu Vc Vu/(*Vn)

[Ton] [Ton] xy U 6.10 30.83 0.264 yz U 0.59 21.63 0.036

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Corte por punzonamiento

Perímetro de corte (bo 1) : 2.61 [m]

Área de punzonamiento : 1.05 [m2]

Columna Estado Vu Vc Vu/(*Vn) columna 1 U 8.77 162.30 0.072

Notas aclaratorias:

* El suelo bajo la zapata se considera elástico y homogéneo. Se asume una variación lineal de presión en el suelo.

* La armadura requerida a flexión considera por lo menos la cuantía mínima.

* En relación al diseño a flexión, el máximo momento de diseño se calcula en secciones críticas ubicadas en los paramentos del soporte

* Sólo se toman en cuenta zapatas de sección constante con columnas rectangulares.

* La resistencia lineal a corte se verifica en secciones críticas ubicadas a una distancia d (d = altura útil) a partir del paramento del soporte

* La resistencia a punzonamiento se verifica en una sección perimetral ubicada a una distancia d/2 alrededor de las caras del soporte

* No se considera armadura transversal en las zapatas.

* Los valores en rojo no cumplen con alguna provisión de la norma.

*qef = esfuerzo efectivo en el nivel de fundación previo a la instalación y carga de la zapata.

*qu = capacidad soporte última obtenida por el método de Meyerhof, Hansen o Vesic.

*qnmax = Máxima presión neta bajo la base de la zapata sobre el terreno. qnmax=qmax-qef

FS (c.p) = Factor de seguridad a capacidad portante, FS= (qu-qef)/qnmax

FS (desliz.) = Factor de seguridad a deslizamiento.

*max = asentamiento total máximo (considerando el suelo como material elástico por medio del coeficiente de balasto).

* Mn = Momento resistente nominal

* Mu/(*Mn) = Relación de resistencia.

* Vn = Fuerza nominal de corte o punzonamiento (para zapatas Vn=Vc).

* Vu/(*Vn) = Relación de resistencia a corte o punzonamiento.

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Cimentación central.

Fecha Actual: 22/1/2024 12:14

Sistema de unidades: Métrico

Nombre del archivo: C:\Todo\Todo\Proyectos\Otros\USA Embassy\2023\2. Domo Corinto, Cortés\Rediseño 2024\Zapata centrales.ftd

Resultados de Diseño

Zapatas de Hormigón Armado

Datos Generales

Estatus global : Bien

Código de diseño : ACI 318-2019

Tipo de zapata : Aislada

Tipo de columna : Concreto

Materiales

Hormigón, f'c : 0.21 [Ton/cm2] Acero, fy : 4.22 [Ton/cm2]

Tipo de concreto : Normal Recubrimiento epóxico : No

Módulo de elasticidad hormigón : 219.50 [Ton/cm2] Módulo de elasticidad acero : 2038.89 [Ton/cm2]

Peso unitario : 2.40 [Ton/m3]

Suelo

Coeficiente de balasto : 1500.00 [Ton/m3] Cohesión : 200.00 [Kg/m2]

Peso unitario (húmedo) : 1.82 [Ton/m3] Ángulo de fricción interna : 30.00 [º]

Peso unitario saturado : 1.92 [Ton/m3] Profundidad del nivel freático : 14.00 [m]

Inclinación del terreno : 0.00 [º]

Geometría

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Longitud : 1.70 [m]

Ancho : 1.30 [m]

Espesor : 0.50 [m]

Profundidad de la base : 1.90 [m]

Área de la base : 2.21 [m2]

Volumen de la zapata : 1.11 [m3]

Longitud de la columna : 60.00 [cm]

Ancho de la columna : 60.00 [cm]

Posición de la columna respecto al c.g. de la zapata : Frontal

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Reinforcement

Armadura longitudinal

Recubrimiento libre : 8.00 [cm]

Relación máxima permitida entre Rho/Rho balanceo : 0.75

Armadura // a L (xx) inferior : 6-R16 c/ 20.32cm

Armadura // a L (xx) superior : 5-R10 c/ 27.94cm

Armadura // a B (zz) inferior : 2-R16 c/ 10.16cm (Zona 1)

Armadura // a B (zz) inferior : 7-R16 c/ 20.32cm (Zona 2)

Armadura // a B (zz) inferior : 2-R16 c/ 10.16cm (Zona 3)

Armadura // a B (zz) superior : 2-R16 c/ 10.16cm

Armadura // a B (zz) superior : 4-R16 c/ 43.18cm

Armadura // a B (zz) superior : 2-R16 c/ 10.16cm

Condiciones de carga

Servicio:

S : Muert+Viva

S1 : 0.75EQx+0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S2 : -0.75EQx+0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S3 : 0.225EQx+0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S4 : 0.225EQx-0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S5 : 0.75EQx-0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S6 : -0.75EQx-0.225EQz+0.75Muert+0.75Viva

S7 : -0.225EQx+0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

S8 : -0.225EQx-0.75EQz+0.75Muert+0.75Viva

Límite ultimo:

U : 1.4Muert+1.7Viva

Cargas

Estado Axial Mxx Mzz Vx Vz

[Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton] [Ton]

EQx 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

EQz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Muert 3.38 0.00 0.01 0.00 0.00

Viva 3.87 0.00 0.01 0.15 0.16

Diseño

Estatus : Bien

Interacción suelo - fundación

Esfuerzo debido al peso del relleno y de la zapata : 3.89E03 [Kg/m2]

Factor de seguridad min. para capacidad portante : 1.40

Factor de seguridad min. para deslizamiento : 1.40

Factor de seguridad min. a vuelco : 1.40

Esfuerzo efectivo previo (qef) : 3.46E03 [Kg/m2]

Estado gobernante : S

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Estado qu qnmax qnav FS max Área Volteo FS

[Kg/m2] [Kg/m2] [Kg/m2] C. Port. [cm] comp(%) FSx FSz desliz.

S 1.1E05 9.18E03 3.57E03 11.55 0.843 100 3.86 142.89 135.39

Flexión

Factor : 0.90

Cuantía mínima : 0.00180

Longitud de desarrollo

Eje Pos. ld lhd Dist1 Dist2

[cm] [cm] [cm] [cm] z Inf. 48.51 16.98 62.00 -8.00 x Inf. 68.02 23.81 47.00 47.00 z Sup. 30.48 15.24 62.00 -8.00 x Sup. 30.48 15.24 47.00 47.00

Eje Pos. Estado Mu *Mn Asreq Asprov Asreq/Asprov Mu/(*Mn)

[Ton*m] [Ton*m] [cm2] [cm2] zz Sup. U 0.00 0.00 0.00 3.93 0.000 0.000 zz Inf. U 1.04 18.36 11.70 12.06 0.970 0.057 xx Sup. U -0.15 -23.86 0.10 16.08 0.006 0.006 xx Inf. U 0.00 31.96 0.00 22.11 0.000 0.000

Cortantes

Área de corte plano zz : 0.54 [m2]

Área de corte plano xx : 0.67 [m2]

Plano Estado Vu Vc Vu/(*Vn) xy U 0.74 30.83 0.032 yz U 0.96 21.63 0.059

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Corte por punzonamiento

Perímetro de corte (bo 1) : 2.61 [m]

Área de punzonamiento : 1.05 [m2]

Columna Estado Vu Vc Vu/(*Vn) columna 1 U 5.62 162.30 0.046

Notas aclaratorias:

* El suelo bajo la zapata se considera elástico y homogéneo. Se asume una variación lineal de presión en el suelo.

* La armadura requerida a flexión considera por lo menos la cuantía mínima.

* En relación al diseño a flexión, el máximo momento de diseño se calcula en secciones críticas ubicadas en los paramentos del soporte

* Sólo se toman en cuenta zapatas de sección constante con columnas rectangulares.

* La resistencia lineal a corte se verifica en secciones críticas ubicadas a una distancia d (d = altura útil) a partir del paramento del soporte

* La resistencia a punzonamiento se verifica en una sección perimetral ubicada a una distancia d/2 alrededor de las caras del soporte

* No se considera armadura transversal en las zapatas.

* Los valores en rojo no cumplen con alguna provisión de la norma.

*qef = esfuerzo efectivo en el nivel de fundación previo a la instalación y carga de la zapata.

*qu = capacidad soporte última obtenida por el método de Meyerhof, Hansen o Vesic.

*qnmax = Máxima presión neta bajo la base de la zapata sobre el terreno. qnmax=qmax-qef

FS (c.p) = Factor de seguridad a capacidad portante, FS= (qu-qef)/qnmax

FS (desliz.) = Factor de seguridad a deslizamiento.

*max = asentamiento total máximo (considerando el suelo como material elástico por medio del coeficiente de balasto).

* Mn = Momento resistente nominal

* Mu/(*Mn) = Relación de resistencia.

* Vn = Fuerza nominal de corte o punzonamiento (para zapatas Vn=Vc).

* Vu/(*Vn) = Relación de resistencia a corte o punzonamiento.

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3.6.3 Revisión y proyección de pedestales.

Las columnas se definen como elementos que sostienen principalmente cargas a compresión. En general, las columnas también soportan momentos flectores con respecto a uno o a los dos ejes de la sección transversal y esta acción de flexión puede producir fuerzas de tensión sobre una parte de la sección transversal (Arthur H. Nilson).

Para asegurarse que los pedestales cumplen a las solicitaciones impuestas por las diferentes combinaciones de carga, se toman para su análisis las combinaciones más desfavorables en condiciones factorizadas.

El porcentaje de la cuantía de acero permisible oscila entre los rangos mínimo y máximo de 1% - 6% respectivamente, CHOC 2.21.4.3.

Se usa un recubrimiento de 7.5cm.

COLUMN DESIGN CALCULATIONS

Project Name : Domo

Client Name : USA Embassy, HN

Engineer Name : SEGM

Design File : C:\Todo\Todo\Proyectos\Otros\USA Embassy\2023\2. Domo Corinto, Cortés\Rediseño 2024\Modelo std\Domo carretero, Corinto, placa conexion-Column-1.rcdx

Analysis File : C:\Todo\Todo\Proyectos\Otros\USA Embassy\2023\2. Domo Corinto, Cortés\Rediseño 2024\Modelo std\Domo carretero, Corinto, placa conexion.STD

Analysis Last Modified

: 11/1/2024 17:47:21

Definitions Of Terms:

All forces in units 'kN' and 'm'

All reinforcement details like area, spacing in 'mm' Neutral axis angle for resultant design moment is with respect to local major axis.

1 βdns = Ratio to account for reduction of stiffness of columns due to sustained axial loads

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2 δns = Moment magnification factor for frames not braced against sidesway

3 Δo = First-order relative deflection between the top and bottom of the story due to Vu in 'kN'

4 ∑Pu = Total factored vertical load in 'kN'. (Clause 6.6.4.4)

5 δu = Design displacement in 'mm'

6 λ = Modification factor reflecting the reduced mechanical properties Of concrete

7 ac = Coefficient defining the relative contribution Of concrete strength To nominal wall shear strength

8 Ach = Cross-sectional area of a structural member measured to the outside edges of transverse reinforcement in 'sqmm'

9 Acv = Gross area of concrete section bounded by web thickness And length of section in the direction Of shear force considered in 'sqmm'

10 Aj = Effective cross-sectional area within a joint In a plane parallel To plane Of reinforcement generating shear In the joint in 'sqmm'

11 As = Area Of non-prestressed longitudinal tension reinforcement in 'sqmm'

12 Avmin = Minimum area Of shear reinforcement within spacing 's' in 'sqmm'

13 B = Width of column/ wall in 'mm'

14 beff = Effective Width of column/ wall in 'mm'

15 bc1 and dc1 = Cross-sectional dimension of member core measured to the outside edges of the transverse reinforcement composing area Ash in 'mm'

16 c = Distance from extreme compression fiber to neutral axis in 'mm'

17 Cc = Clear cover to longitudinal reinforcement in 'mm'

18 Cm = Factor relating actual moment diagram to an equivalent uniform moment diagram

19 D = Depth / diameter of column in 'mm'

20 deff = Effective Depth / diameter of column in 'mm'

21 d = Distance from extreme compression fiber to centroid of longitudinal tension reinforcement in 'mm'

22 d' = Distance from extreme compression fiber to centroid of longitudinal compression reinforcement,'mm'

23 Ec = Modulus of elasticity of concrete in 'N/sqmm'

24 EI =

Flexural stiffness of compression member in 'Nsqmm'

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25 f'c = Specified compressive strength of concrete cylinder in 'N/sqmm'

26 fy = Specified yield strength of reinforcement in 'N/sqmm'

27 fyt = Specified yield strength fy of transverse reinforcement in 'N/sqmm'

28 hw = Height of entire wall from base to top of wall segment considered in 'mm'

29 Icr = Moment of Inertia of concrete crack section

30 k = Effective length factor for compression member

31 lc = Length of compression member in a frame, measured center-to-center of the joints in the frame in 'mm'

32 lg = Moment of inertia of gross concrete section about centroidal axis neglecting reinforcement in 'mm4'

33 lw = Length of entire wall in 'mm'

34 lux = Un-supported length for compression member along D in 'mm'

35 luy = Un-supported length for compression member along B in 'mm'

36 MCap = Moment capacity of section for a given NA angle at design Pu in 'kNm '

37 Mcr = Cracking Moment

38 MRes = Resultant design moment at a given load angle to local major axis in 'kNm '

39 Mc = Factored moment amplified for the effects of member curvature used for design of compression member in 'kNm'

40 Mm = Factored moment modified to account for effect of axial compression in 'kNm'

41 Mmx = Factored moment along D of column modified to account for effect of axial compression in 'kNm'

42 Mmy = Factored moment along D of column modified to account for effect of axial compression in 'kNm'

43 Mur = Sqrt (Mmy^2 + Mmx^2) for circular column in 'kNm'

44 Mux = Factored moment acting on a section along D in 'kNm' from Analysis (Momemt About Major Axis)

45 Muy = Factored moment acting on a section along B in 'kNm' from Analysis (Momemt About Minor Axis)

46 M1 = Smaller factored end moment on a compression member in 'kNm'

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47 M1ns = Factored end moment on a compression member at the end at which M1 acts, due to loads that cause no appreciable sidesway in 'kNm'

48 M1s = Factored end moment on compression member at the end at which M1 acts, due to loads that cause appreciable sidesway in 'kNm'

49 M1sldr = Smaller factored end moment on a compression member due to slenderness effect in 'kNm'

50 M2 = Larger factored end moment on compression member in 'kNm'

51 M2min = Minimum value of moment M2 as per minimum eccentricity of column

52 M2ns = Factored end moment on compression member at the end at which M2 acts, due to loads that cause no appreciable sidesway in 'kNm'

53 M2s = Factored end moment on compression member at the end at which M2 acts, due to loads that cause appreciable sidesway in 'kNm'

54 M2sldr = Largest factored end moment on a compression member due to slenderness effect in 'kNm'

55 Mnb = Flexure Capacity for Beam

56 Mnc = Flexure Capacity for Column

57 Mnty = Nominal Flexure strength of column at top along depth in 'kNm'

58 Mnby = Nominal Flexure strength of column at bottom along depth in 'kNm'

59 Mntx = Nominal Flexure strength of column at top along width in 'kNm'

60 Mnbx = Nominal Flexure strength of column at bottom along width in 'kNm'

61 Nu = Factored axial force normal to cross section occurring simultaneously with Vu in 'kN'

62 Pc = Critical buckling load in 'kN'

63 pt = Ratio of area of distributed transverse reinforcement to gross concrete area perpendicular to that reinforcement

64 Pω = Ratio of As to B x d

65 Q = Stability index for storey

66 r = Radius of gyration of cross section of a compression member in 'mm'

67 Vc = Nominal shear strength provided by concrete in 'kN'

68 Vj = Shear Force acting at the joint in 'kN'

69 Vn = Nominal shear strength in 'kN'

70 Vn' = Nominal shear strength at joint in 'kN'

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71 Vs = nominal shear strength provided by shear reinforcement in 'kN'

72 Vs permissible = Maximum nominal shear strength provided by shear reinforcement in 'kN'

73 Vur = Factored resultant shear force acting on the column in 'kN'

74 Vus = Factored horizontal shear in a storey in 'kN'

75 Vux = Factored shear at section along B in 'kN' (From Analysis)

76 Vux1 = Shear induced due to column flexural capacity along width,'kN'

77 Vux2 = Shear due to enhanced earthquake factor along width, 'kN'

78 Vuy = Factored shear at section along D in 'kN' (From Analysis)

79 Vuy1 = Shear induced due to column flexural capacity along depth, 'kN'

80 Vuy2 = Shear due to enhanced earthquake factor along depth, 'kN'

81 y = Neutral axis depth.

82 β = It is a Neutral Axis angle corresponding to load angle to find out MCap

83 So = Center to center spacing of transverse reinforcement within the length lo in 'mm'

84 lo = Length, measured from joint face along axis of member, over which special transverse reinforcement must be provided in 'mm'

85 Aeff = Effective area of column / wall considered for shear check in 'sqmm'

86 Ag = Gross area of concrete section in 'sqmm'

87 Vc max = Maximum nominal shear strength provided by concrete in 'kN'

88 Mpr =

Probable flexural strength of member with or without axial load determined using properties of the member at joint faces assuming a tensile stress in the longitudinal bars of atleast 1.25fy and strength reduction factor Φ of 0.9 in 'kNm'

89 hwcs = Height of entire structural wall above the critical section for flexural and axial load in 'mm'

90 Ωv = Overstrength factor equal to the ratio of Mpr / Mu at the wall critical section

91 ωv = Factor accounting for dynamic shear amplification

92 Ve = Enhanced Shear force including factors Ωv & ωv in 'kN'

Code References:

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ACI 318M - 19

Sr.No Element Clause / table

Minimum area of longitudinal reinforcement for column

: 18.7.4

Maximum area of longitudinal reinforcement for column

: 18.7.4

Minimum longitudinal and transverse reinforcement for wall

: 18.10.2.1

4 Minimum diameter of transverse ties : 25.7.2

5 Minimum spacing of transverse ties : 25.7.2

Maximum spacing of longitudinal and transverse reinforcement for wall

: 18.10.2.1

7 Applicability of boundary element : 18.10.6

Area and spacing of special confining reinforcement

: 18.7.5

9 Slenderness Moments : 6.2.5

Shear Strength provided by concrete for column

: 22.5.5

11 Design of shear for non-ductile wall : 11.5.4

12 Design of shear for ductile wall : 18.10.4.1

13 Minimum Flexural Strength of Columns : 18.7.3

14 Shear Check at Column Joint : 18.8.4.1

15 Shear Strength of Column : 18.3.3, 18.4 & 18.6.5

16 fs,perm : 10.6.4

17 fc,perm : 10.2.7.1

18 Wcr : Eq 4.2(a)

Maximum Permissible Deformed Reinforcement Grade

: 20.2.2.4 (a)

Strength requirements for beam-columnjoints

: 15.4

Transfer of column axial force through the floor system

: 15.5

22 Gravity Column : 18.14

Sway Calculation (Stability Index)

For Global-X Direction

Lateral Load case is not been considered in analysis in Global-X Direction

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For Global-Y Direction

Lateral Load case is not been considered in analysis in Global-Y Direction

General Data

Column No. : C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8

Level : -1.4 m To 0 m

Frame Type = Non-Ductile

Response Modification Coefficient = 3

Design Code = ACI 318M - 19

Grade Of Concrete (f'c) = C23 N/sqmm

Grade Of Steel (Main) = Fy280 N/sqmm

Grade Of Steel (Shear) = Fy280 N/sqmm

Grade Of Steel - Flexural Design = Fy280 N/sqmm

Grade Of Steel - Shear Design = Fy280 N/sqmm

Consider Ductile = No

Column B = 600 mm

Column D = 600 mm

Clear Cover, Cc = 75 mm

Clear Floor Height @ lux = 1400 mm

Clear Floor Height @ luy = 1400 mm

No Of Floors = 1

No Of Columns In Group = 8

Flexural Design (Analysis Forces)

Analysis Reference No. = 16

Critical Analysis Load Combination

: 7

Load Combination =

[4] : 1.4 (LOAD 1: MUERTA) +1.7 (LOAD 2:

VIVA) +1.7 (LOAD 5: VIENTO)

Critical Location = Bottom Joint

Put = 24.76 kN

Muxt = 0.33 kNm

Muyt = -82.61 kNm

Vuxt = -13.58 kN

Vuyt = -0.43 kN

Pub = 41.39 kN

Muxb = 0.92 kNm

Muyb = -101.62 kNm

Vuxb = -13.58 kN

Vuyb = -0.43 kN

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Check For Stability Index

Along D

Q = 0.01

0.01< 0.05, Column shall be designed as non-sway frame (Braced)

Along B

Q = 0.01

0.01< 0.05, Column shall be designed as non-sway frame (Braced)

Slenderness Check

Column Is Braced Along D

Slenderness Check along D k = 1 r = 173.2 mm

Kluy /r = 8.08

M1 = 0.33 kNm

M2 = 0.92 kNm

Min (40, 34 - 12 x (M1/M2)) = 29.75

8.08 < 29.75, Column not slender along D

Column Is Braced Along B

Slenderness Check along B k = 1 r = 173.2 mm

Klux /r = 8.08

M1 = -82.61 kNm

M2 = -101.62 kNm

Min (40, 34 - 12 x (M1/M2)) = 24.24

8.08 < 24.24, Column not slender along B

Calculation of Design Moment

Direction Manalysis Msldr or Mc Mdesign-final A B C

Major Axis Mux (top) 0.33 - 0.33

Major Axis Mux (bottom) 0.92 - 0.92

Minor Axis Muy (top) -82.61 - -82.61

Minor Axis Muy (bottom) -101.62 - -101.62

Where

A = Moments from analysis

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B = Moment due to slenderness effect

C = Final design Moment = Maximum of (Manalysis, Maximum of (Msldr or Mc))

Final Critical Design Forces

Critical Case - Axial Load & BiAxial Bending

Pu = 41.39 kN

Mux = 0.92 kNm

Muy = -101.62 kNm

Φ Pn, Max Check

Grade of Steel (fy) = Min ( 550 , 280) N/sqmm = 280 N/sqmm

Critical Analysis Load Combination

= 4

Load Combination =

[2] : 1.2 (LOAD 1: MUERTA) +1.6

(LOAD 2: VIVA)

Critical Location = Bottom Joint

Pu = 68 kN

Mux = 0.06 kNm

Muy = -87.09 kNm

Pt Calculated = 1.18 φ Pn, Max = 4232.98 kN Pu < φ Pn, Max Hence, OK

Minimum Ast Calculation

Grade of Steel (fy) = Min ( 550 , 280) N/sqmm = 280 N/sqmm

Critical Analysis Load Combination

= 4

Load Combination =

[2] : 1.2 (LOAD 1: MUERTA) +1.6

(LOAD 2: VIVA)

Pu-max from all Combinations = 68 kN

Pt required for Pu-max = 0 %

Pt min (User Defined) = 1 %

Minimum Pt required = 1 %

Resultant Moment (Combined Action)

Moment Capacity Check

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Pt Calculated = 1.18

Reinforcement Provided = 12-#19 + 4-#16

Load Angle = Tan-1(Muy/Mux)

= 89.48 deg

MRes = 101.62 kNm

( φ ) MCap = 275.45 kNm

Capacity Ratio = MRes/ MCap

= 0.369 < 1

Shear Calculation Along D Along B lu (mm) 1400 1400

Column Dimension (D , B) (mm)

600 600

Check lu <= 5 x D lu <= 5 x B

Shear from Moment Capacity

Lu (mm) 1400 1400

Pu Top (kN) 53.74 53.74

Mnt (kNm) 278.17 278.17

Pu Bottom (kN) 68 68

Mnb (kNm) 281.38 281.38

Vu1 (kN) 399.68 399.68

Shear from Load combinations with Enhanced Eq factor

Load Combination - -

Vu2 (kN) 0 0

Critical Analysis Load Combination

7 7

Critical Load Combination

[4] : 1.4 (LOAD 1:

MUERTA) +1.7

(LOAD 2: VIVA) +1.7

(LOAD 5: VIENTO)

[4] : 1.4 (LOAD 1:

MUERTA) +1.7

(LOAD 2: VIVA) +1.7

(LOAD 5: VIENTO)

Nu (kN) 24.76 14.18

Mu (kNm) 0.33 61.39

Vu (kN) -0.43 -10.03

Vu' (kN) Minimum(Vu1, Vu2) 0 0

Design Shear, Vu (kN)

Maximum(Vu', Vu3)

0.43 10.03 λ 1 1 φ 0.75 0.75

Deff (mm) 515.45 515.45

Ag (sqmm) 360000 360000

Aeff (sqmm) 309270 309270

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Concrete Stress (N/sqmm)

4.8 4.8 ρw (50% of As provided)

0.007 0.007

Axial Stress (N/sqmm)

Min (Nu / 6Ag , 0.05 f'c)

0.01 0.01 φVcx Max (kN) 622.95 622.95 φVc (kN) 191.77 190.63

Check Vu < φVc Vu < φVc

Link For Shear Design

Not Required Not Required

Check for Biaxial Shear

Shear Along D Shear Along B

Load Combination

[4] : 1.4 (LOAD 1: MUERTA) +1.7 (LOAD 2: VIVA)

+1.7 (LOAD 5: VIENTO)

Vu (kN) 0.43 13.58

Φ Vc (kN) 193.55 193.55

Φ Vs required (kN) 0 0

Shear Reinforcement Provided

Diameter (mm) 9.5 9.5

No of legs 5 5

Spacing (mm) 250 250

Φ Vs (kN) 153.45 153.45

Φ Vn = (Φ Vc + Φ Vs) (kN) 347 347

Vu / Φ Vn 0 0.04

Requirement for Biaxial Check Check is not Applicable

Design Of Links

Links in the zone where special confining links are not required

Normal Links fyt = 280 N/sqmm

Along D

Av/s min-1 =

0.062 x Sqrt(f'c) x B x 1000 / fyt

= 637.16 sqmm/m

Av/s min-2 0.35 x B x 1000 / fyt

= 750 sqmm/m

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Av/s min = Max ( Av/s min-1, Av/s min-2)

Av/s min-1 =

0.062 x Sqrt(f'c) x D x 1000 / fyt

= 637.16 sqmm/m

Av/s min-2 0.35 x B x 1000 / fyt

Av/s min = Max ( Av/s min-1, Av/s min-2)

Maximum Longitudinal Diameter

= Dia Of Rebar

Rebar Number of bundled bar, D1

= 19

Diameter of bundled bar, D1 = 19.1 mm

Bundled Rebar = No

Minimum diameter of link >= 9.5 mm

Provided Link Rebar Number = 10

Provided Diameter of link = 9.5 mm

Criterion for spacing of normal links

Min. Longitudinal Bar dia X

= 254.4 mm

48 x diameter of links = 456 mm

Min. Dimension of column = 600 mm

Spacing Criteria as per Vs & 0.33*Sqrt (f'c)*Aeff

Along D

Vs = 0 kN

0.33*Sqrt (f'c)*Aeff = 489.46 kN

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Check Vs <= 0.33*Sqrt (f'c)*B*d d/2 = 257.73 mm

600 = 600 mm

Vs = 0 kN

0.33*Sqrt (f'c)*Aeff = 489.46 kN

Check Vs <=0.33*Sqrt (f'c)*B*d b/2 = 257.7 mm

600 = 600 mm

Provided spacing = 250 mm

Table For Links

Note: Ductile Design of Links is Applicable Only For Boundary Elements

Required Provided Normal Design Shear Design Ductile Design Normal Zone Ductile Zone

Link Rebar Number

10 --- --- 10 ---

Spacing 250 --- --- 250 ---

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3.6.4 Revisión por confinamiento de columnas.

Un buen confinamiento es fundamental para el buen comportamiento de una columna, más en zonas donde el diseño se rige por el sismo. El CHOC código hondureño en el capítulo

21 sección 2 limita el confinamiento según las ecuaciones y numeral:

2.21.4.4.1 El Área de refuerzo transversal no deberá ser menor que:

𝐴𝑠ℎ = 0.3 ℎ𝑐 ∗ 𝑠 ∗ 𝑓`𝑐 𝑓𝑦

𝐴𝑔

𝐴𝑐ℎ − 1]

𝐴𝑠ℎ = 0.09 ∗ ℎ𝑐 ∗ 𝑠 [ 𝑓`𝑐 𝑓𝑦

Según el CHOC 2008 en su artículo 2.21.8.5.1 la separación máxima de los anillos no deberá exceder:

𝑆𝑚𝑎𝑥 = 24 𝑥 𝐷𝑖𝑎𝑚. 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑜

𝑆𝑚𝑎𝑥 = 8 𝑥 𝐷𝑖𝑎𝑚. 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑞𝑢𝑒ñ𝑎

𝑆𝑚𝑎𝑥 = 0.5 𝑥 𝑀𝑒𝑛𝑜𝑟 𝐷𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛

𝑆𝑚𝑎𝑥 = 30 𝑐𝑚

Ver cálculos para confinamiento de pedestales y columnas:

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De los cálculos anteriores, la separación y cantidad de los estribos para los pedestales, será al menos 9#10mm@12.5cm en la zona de confinamiento (So) y se puede separar a 25cm en la zona de no confinamiento Z.N.C.

Se considera un diseño dúctil, y ya que los estribos tendrán 8 piernas, es decir, estribos no simples, la separación puede ser uniforme en todo el elemento, por tanto, separados a cada

25cm, ver figura siguiente.

210.0 kg/cm² Longitudinal Transversal

2800.0 kg/cm² Ab 1.98 cm2 Ab 0.71 cm2

Db 1.59 cm Db 0.95 cm

60.0 cm L1 23.3

60.0 cm L2 60.0

140.0 cm L3 45.0

L Final 60.0

12.7 cm

22.9 cm

30.0 cm Sx1 15.0

30.0 cm Sx2 12.7

12.7 cm Sx.Final 12.7 cm (en Z.C; 2*Sx en Z.N.C.)

cm cm cm cm cm

S2

S3

S4

11Cantidad de stribos simples cm

Geometría de columna

Base

Peralte

Longitud Libre

Revisión por confinamiento, columnas.

Esfuerzo del concreto, fy

Propiedades mecánicas de materiales Geometría Del Refuerzo

Longitud critica de confinamiento

Cantidad de estribos y separación máxima.Espaciamiento máximo de estribos

Esfuerzo del concreto, f'c 5

S1

Separación final

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Fig. 15. Sección y refuerzo de pedestales.

El recubrimiento recomendado por el reglamento para elementos en contacto con la tierra es de 7.5cm.

3.6.5 Diseño de elementos metálicos.

Para la proyección estructural de los elementos metálicos, se usa el Steel design de

STAAD.Pro Advanced CONECT Edition, el cual tiene una muy buena precisión de análisis y diseño mediante elementos finitos.

Los elementos en color verde, con uso menor que 1 (100%), son buenos y aptos para soportar las tensiones a las que se someterá en condiciones de servicio más sus factores de carga. Cualquier elemento en rojo, o con uso mayor que 1, no es suficiente. El uso de los elementos metálicos se muestra en la siguiente figura.

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Fig. 16. Uso de elementos metálicos.

Se observa que el uso en los elementos columna están muy por debajo de 1 (100%), por lo que se pensaría en bajar el peso de los elementos, sin embargo, al hacer esto, el desplazamiento horizontal se incrementa notablemente y se sale de los desplazamientos admisibles. Elementos verticales: W16x36; horizontales centrales W10x33, elementos horizontales superiores: tubo 150x150x63mm (8x8x1/4”).

3.6.1 Diseño de placas de conexión.

La columna metálica se soldará a una placa metálica, esta placa debe conectarse mediante pernos al pedestal, los pernos van fundidos en el pedestal y deben desarrollar o embeberse cierta longitud. La proyección estructural de estos elementos se muestra a continuación.

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Para las columnas externas o laterales se tiene:

Current Date: 1/11/2024 9:56:55 PM

Units System: kip_in

Members

Column

Column type : Prismatic member

Section : W16X36

Material : STEEL

Longitudinal offset : 0 in

Transversal offset : 0 in

Connector

Base plate

Plate shape : Rectangular

Connection type : Unstiffened

Position on the support : Center

N: Longitudinal dimension : 20 in

B: Transversal dimension : 15 in

Thickness : 1 in

Material : A36

Column weld : E60XX

Outer welds flanges only : No

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D: Column weld size (1/16 in) : 5

Override A2/A1 ratio : No

Include shear lug : No

Support

With pedestal : Yes

Longitudinal dimension (pedestal) : 23.62 in

Transversal dimension (pedestal) : 23.62 in

Thickness : 39 in

Material : C 3-60

Include grouting : Yes

Grout thickness : 1.5 in

Anchor

Anchor position : Longitudinal position

Rows number per side : 1

Anchors per row : 3

Longitudinal edge distance on the plate : 2 in

Transverse edge distance on the plate : 2 in

Anchor type : Headed

Head type : Hexagonal

Include lock nut : Yes

Anchor : 1"

Effective embedment depth : 30 in

Total length : 34.72 in

Material : F1554 Gr36

Cracked concrete : No

Brittle steel : No

Anchors welded to base plate : No

Tension seismic requirements : None

Shear seismic requirements : None

Anchor reinforcement

Type of reinforcement : Primary

Tension reinforcement : Yes

Tension bar size : no. 6

Tension bar grade : 40 kip/in2

Tension number of bars : 12

Shear reinforcement : Yes

Shear bar size : no. 3

Shear bar grade : 40 kip/in2

Shear number of bars in major axis direction : 4

Shear number of bars in minor axis direction : 4

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