ÍNDICE

1.- ANTECEDENTES.

2.- REGLAMENTOS UTILIZADOS.

3.- BIBLIOGRAFIA UTILIZADA.

4.- ANÁLISIS DE CARGAS.

5.- DISEÑO ESTRUCTURAL.

6.- CONCLUSIONES.

1.- ANTECEDENTES: se requiere la revisión estructural de un block de cimentaciòn para una batería de cuatro silos 3.75x 3.75 m,la cual se localizará al interior de la planta de producción, la batería de silos se fijarà al block de cimentación construìdo en concreto armado mediante marcos ortogonales metálicos, a su vez el block transmitirá las cargas de trabajo hacia un relleno compactado de material inerte. 2.- REGLAMENTOS DE DISEÑO UTILIZADOS: “Manual de Diseño de Obras Civiles” de la C.F.E. Reglamento del A.C.I. 318-05 3.- BIBLIOGRAFIA UTILIZADA: “Design of Structures and Foundations for Vibrating machines”,Arya,O’Neill,Pincus, Gulf Publishing Company 1979. “Foundation análisis and design”,J.E. Bowles, M.G.H. Ed.1996. 4.- ANALISIS DE CARGAS: 4.a.- Antecedentes: dada la estructura en cuestión, su tipo y geometría, de acuerdo al reglamento se hará una revisión para cargas gravitacionales y dinámicas. 4.b.- Materiales para análisis: para la elaboración del modelo estructural se han considerado básicamente los siguientes materiales: concreto. Los valores de las propiedades mecánicas para estos materiales se muestran a continuación: Concreto Acero Módulo de Elasticidad: 221,386 kg/cm² 2’089,704 kg/cm² Cociente de Poisson: 0.17 0.3 Densidad: 2,403 kg/m³ 7,833 kg/m³ Amortiguamiento Crítico: 0.05 0.03 Coeficiente Térmico (α): 5.5 x 10-6 6.6 x 10-6

4.c.- Cargas de Análisis: las cargas a considerar son: Carga Muerta (CM), constituida por: Peso propio del block de cimentación, se toma en cuenta con el comando “selfweight” de la plataforma de análisis. Cargas estáticas (CE4S,CE3S,CE2S,CE2S,CE2SI,CE1S,CE1SI): constituida por el siguiente grupo de cargas sobre el block de cimentación cuyo valor fue proporcionado por el fabricante y es de: Carga estática vertical,sobre 6 placas interiores: 135.0 ton Carga estática vertical,sobre 4 placas de extremo: 100.0 ton cada carga vertical se distribuye sobre 25 nodos que conforman el área de cada placa base. Cargas dinámicas (CDN4S-CDO4S,CDN3S-CDO3S,CDN2S-CDO2S,CDN2SI-CDO2SI,CDN1S-CDO1S,CDN1SI-CDO1SI): Para las cargas dinámicas (sísmicas) se toman los valores de un espectro de diseño para la zona sísmica “B” y un tipo de suelo II, se tienen entonces los siguientes valores para una revisión estática simplificada: coeficiente sísmico básico, c = 0.30 ordenada espectral inicial, a0 = 0.08 T1 = 0.30 seg T2 = 1.50 seg r = 2/3 se considera que el centro de gravedad de los silos se encuentra a 12.45 m del N.P.T.

4d.- Combinaciones de Cargas: los casos de carga básicos que se consideran son entonces los siguientes: 4d.1.- Carga muerta - CM 4d.2.- Carga estatica 4S - CE4S 4d.3.- Carga estatica 3S - CE3S 4d.4.- Carga estatica 2S - CE2S 4d.5.- Carga estatica 2SI - CE2SI 4d.6.- Carga estatica 1S - CE1S 4d.7.- Carga estatica 1SI - CE1SI 4d.8.- Carga dinamica norte 4S - CDN4S 4d.9.- Carga dinamica norte 3S - CDN3S 4d.10.- Carga dinamica norte 2S - CDN2S 4d.11.- Carga dinamica norte 2SI - CDN2SI 4d.12.- Carga dinamica norte 1S - CDN1S 4d.13.- Carga dinamica norte 1SI - CDN1SI 4d.14.- Carga dinamica sur 4S - CDS4S 4d.15.- Carga dinamica sur 3S - CDS3S 4d.16.- Carga dinamica sur 2S - CDS2S 4d.17.- Carga dinamica sur 2SI - CDS2SI 4d.18.- Carga dinamica sur 1S - CDS1S 4d.19.- Carga dinamica sur 1SI - CDS1SI 4d.20.- Carga dinamica este 4S - CDE4S 4d.21.- Carga dinamica este 3S - CDE3S 4d.22.- Carga dinamica este 2S - CDE2S 4d.23.- Carga dinamica este 2SI - CDE2SI 4d.24.- Carga dinamica este 1S - CDE1S 4d.25.- Carga sismica este 1SI - CDE1SI 4d.26.- Carga dinamica oeste 4S - CDO4S 4d.27.- Carga dinamica oeste 3S - CDO3S 4d.28.- Carga dinamica oeste 2S - CDO2S 4d.29.- Carga dinamica oeste 2SI - CDO2SI 4d.30.- Carga dinamica oeste 1S - CDO1S 4d.31.- Carga sismica oeste 1SI - CDO1SI A partir de tales casos de carga básicos se generan las siguientes combinaciónes de cargas: 4d.32.- CM + CE4S 4d.33.- CM + CE3S 4d.34.- CM + CE2S

4d.35.- CM + CE2SI 4d.36.- CM + CE1S 4d.37.- CM + CE1SI 4d.38.- CM + CE4S + CDN4S 4d.39.- CM + CE3S + CDN3S 4d.40.- CM + CE2S + CDN2S 4d.41.- CM + CE2SI + CDN2SI 4d.42.- CM + CE1S + CDN1S 4d.43.- CM + CE1SI + CDN1SI 4d.44.- CM + CE4S + CDS4S 4d.45.- CM + CE3S + CDS3S 4d.46.- CM + CE2S + CDS2S 4d.47.- CM + CE2SI + CDS2SI 4d.48.- CM + CE1S + CDS1S 4d.49.- CM + CE1SI + CDS1SI 4d.50.- CM + CE4S + CDE4S 4d.51.- CM + CE3S + CDE3S 4d.52.- CM + CE2S + CDE2S 4d.53.- CM + CE2SI + CDE2SI 4d.54.- CM + CE1S + CDE1S 4d.55.- CM + CE1SI + CDE1SI 4d.56.- CM + CE4S + CDO4S 4d.57.- CM + CE3S + CD03S 4d.58.- CM + CE2S + CDO2S 4d.59.- CM + CE2SI + CDO2SI 4d.60.- CM + CE1S + CDO1S 4d.61.- CM + CE1SI + CDO1SI 4e.- Recomendaciones de Mecánica de Suelos: se utilizará una capacidad de carga admisible recomendada de qa = 12.0 ton/ m² sobre la capa de relleno compactado que se halla hasta una profundidad de 2.50 m y que se encuentra constituida por tepetate, asimismo, se empleará el siguiente valor para la “reacción de sub-suelo”, necesario para el modelado del block de cimentación como una losa sobre un lecho elástico, k = 1.835 kg/ cm²/cm.

4f.- Formulación del modelo estructural: el block de cimentación se discretizó mediante elementos finitos sólidos de ocho nodos isoparamétricos existentes en la librería de la plataforma de análisis. La reacción del suelo (reacción de sub-suelo) se modela mediante resortes lineales elásticos colocados en los nudos de esquina de los elementos finitos que constituyen el block de cimentación. La plataforma de análisis realiza internamente los cálculos necesarios para el acoplamiento mecánico entre los elementos tridimensionales. Mediante la plataforma de análisis se lleva a cabo un análisis de tipo estático lineal, obteniéndose así los valores de las reacciones de resorte, solicitaciones en los elementos, desplazamientos y rotaciones para los distintos casos y combinaciones de carga. 5.- DISEÑO ESTRUCTURAL: 5a.- Diseño de la cimentación: de los resultados de la plataforma de análisis se observan los valores resultantes para los esfuerzos normales, cortantes, principales y de Von Mises, a partir de ellos se encuentra que la cantidad de acero de refuerzo requerida es la cuantìa mìnima exigida en el reglamento ya que dichos esfuerzos son resistidos por el concreto tratándose entonces de un block rìgido.Se tomaron en cuenta los siguientes valores para el concreto y el acero de refuerzo: f’c = 300 kg/cm², fy = 4200 kg/cm². Ver Anexo # 2.

6.- CONCLUSIONES: las dimensiones de la balsa de cimentación fueron establecidas a partir de las recomendaciones encontradas en la bibliografía de referencia, debido a esto las cantidades de acero de refuerzo para la balsa de cimentación resultaron ser la cuantía mínima exigida en los reglamentos vigentes, dentro de la masa del block de cimentación y en la vecindad de las placas base de columnas los valores máximos encontrados para los esfuerzos de Von Mises son menores al esfuerzo permisible a cortante del concreto. Respecto a los desplazamientos verticales obtenidos de efecto inmediato son de 8.01 mm bajo la combinación de las cargas considerada los cuales son aceptables, asimismo la màxima presiòn de base resultò ser 14.475 ton/m2 la cual se encuentra por debajo de la capacidad de carga admisible recomendada. Los resultados anteriores se muestran en Anexo #1 (imágenes del modelo), Anexo #2 (esfuerzos en los elementos sólidos del modelo)_B, finalmente debe de verificarse cuidadosamente en campo que se cumplan las normas de recubrimiento para el acero de refuerzo, así como el grado de compactación exigido en los planos de construcción. En base a todo lo anterior se concluye que la estructura es segura.

ANEXO # 1

FIG.1.- ELEMENTOS FINITOS DE LA ESTRUCTURA Y CARGAS.

FIG.2.- DESPLAZAMIENTOS DE NUDO DE LA ESTRUCTURA.

FIG.3.- ESFUERZOS DE VON MISES EN LA ESTRUCTURA.

FIG.4.- ESFUERZOS DE VON MISES, SECCION X-Y DE LA ESTRUCTURA.

FIG.5.- ESFUERZOS DE VON MISES, SECCION Y-Z DE LA ESTRCUTURA.

FIG.6.- ESFUERZOS NORMALES SXX SOBRE LA ESTRUCTURA.

FIG.7.- ESFUERZOS CORTANTES SYZ SOBRE LA ESTRUCTURA.

FIG.8.- ESFUERZOS PRINCIPALES S1 SOBRE LA ESTRUCTURA.

ANEXO # 2

Base pressure Summary

Node L/C FX (kN)

FY (kN)

FZ (kN)

Max FX 7711 1:CARGA MUERTA -

0.000 33.755 0.000 Min FX 7711 1:CARGA MUERTA -

0.000 33.755 0.000

Max FY 9168 44:CM + CE4S +

0.000 144.215 0.000 Min FY 9167 8:CARGA DINAMICA

0.000 -52.065 0.000

Max FZ 7711 1:CARGA MUERTA -

0.000 33.755 0.000 Min FZ 7711 1:CARGA MUERTA -

0.000 33.755 0.000

end.