3.6 Evaluation of methodology
4.2.1 Cultural strategies adopted to improve the image of archives
4.2.1.5 Most important and effective public programming activities in promoting archives
Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseño (𝜑Rn) por lo menos iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta Norma.(E-060,Capitulo 9, Articulo 9.1, inciso 9.1.1)
Las combinaciones de cargas que se utilizó para el diseño de concreto armado fueron las siguientes:
Combo 1: 1.4 CM+1.7 CV. Combo 2: 1.25 (CM+CV)+ 𝑆. Combo 3: 1.25 (CM+CV)−𝑆. Combo 4: 0.9 CM+S.
Combo 5: 0.9CM−𝑆.
2.2.7.1 Diseño de la cimentación del mástil.
El diseño del área y de las dimensiones de la cimentación para el mástil se realizó por esfuerzos admisibles según lo estipulado en la (NTP-E060).
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Figura N°2. 18: Cimentación del mástil.
Fuente: Elaboración propia
σneto = [γc∗ hc+ γsuelo comp.∗ hrell.+ s/c] Ecuación 2.77 Donde:
σneto= Esfuerzo neto.
γc = Peso específico del concreto.
hc = Altura de concreto.
γsuelo comp. = Peso específico del suelo compactado hrell.= Altura de relleno.
S/C = Sobrecarga.
Teniendo la carga axial PU adm y el momento, se procedió a determinar el área de la zapata mediante la siguiente ecuación:
Á𝑟𝑒𝑎 =1.2 𝑃𝑎𝑑𝑚𝜎
𝑛𝑒𝑡𝑜 Ecuación 2.78
Una vez calculado el área de la zapata se procedió a diseñar la plancha de acero que se colocara en la parte superior de la cimentación la cual fue diseñada por aplastamiento y por corte.
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Figura N°2. 19: Plancha de acero
Fuente: Elaboración propia
𝐴1 = 𝑃𝑢
∅𝑐(0.85𝑓,𝑐)𝑥√𝐴2𝐴1 1 ≤ √ 𝐴2
𝐴1 ≤ 2 Ecuación 2.79
Donde:
A2= área del pedestal.
A1= área requerida de la placa base. PU= carga axial ultima.
Fc: resistencia del concreto. ∅𝑐: Factor de reducción.
La placa base debe ser por lo menos tan grande como el diámetro del mástil
𝛥 =
0.95𝑑−0.80𝑏2 Ecuación 2.80𝑁 = √𝐴1 + 𝛥 Ecuación 2.81
𝐵 =
𝐴1𝑁 Ecuación 2.82 Las cargas utilizadas para el diseño de la placa de la base son cargas últimas las mismas cargas que se utilizaron para el diseño del acero del mástil utilizando las combinaciones de carga designadas por el reglamento de diseño AISC.
La resistencia de diseño de contacto debajo de la placa base debe ser por lo menos igual a la carga soportada. Cuando la placa base no cubre el área total de concreto la resistencia nominal de concreto debe ser mayor por lo tanto Pp según el AISC es:
∅𝑐𝑃𝑝 ≥ 𝑃𝑢 Ecuación 2.83
A1
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𝑃𝑝 = 0.85𝑓′𝑐𝐴1√𝐴2
𝐴1 ≤ 0.85𝑓´𝑐(2𝑥𝐴1) Ecuación 2.84
Donde:
Pp= resistencia nominal del concreto.
Para el cálculo del espesor requerido se la placa base se utilizó las siguientes ecuaciones:
𝑚 =
𝑁−0,95𝑑2 Ecuación 2.85𝑛 =
𝐵−0.8𝑏2 Ecuación 2.86 𝑡 𝑟𝑒𝑞 = 𝔩√0.9𝑥𝐹𝑦𝑥𝐵𝑋𝑁2𝑃𝑢 Ecuación 2.87 Donde: l: el mayor de m y n.t: espesor requerido de la placa. Fy: Limite de fluencia del acero. t req: espesor requerido.
Para el diseño de pernos por corte se evaluarán las condiciones: resistencia del acero del perno sometido a corte, resistencia al arrancamiento del concreto de pernos a corte y resistencia de diseño por estado límite de fluencia por perno de anclaje.
Vsa=Ase,V x fbu Ecuación 2.88
ø𝑉𝑠𝑎 ≥ 𝑉𝑢 Ecuación 2.89 Donde:
Vsa= resistencia nominal del perno al corte. Ase,V = Área transversal efectiva del perno. 𝑓bu = Resistencia a la fractura del acero. Vu = Fuerza cortante máximo sobre un perno.
Para el cálculo de la resistencia al arrancamiento del concreto de anclaje al corte se empleó las siguientes ecuaciones:
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Figura N°2. 20: Pernos de anclaje de la plancha base.
Fuente: Elaboración propia
𝑉𝑐𝑏𝑔 =𝐴𝑉𝑐𝑜𝐴𝑉𝑐 𝑥 𝜓𝑒𝑐, 𝑣 𝑥 𝜓𝑒𝑑, 𝑣 𝑥 𝜓𝑐, 𝑣 𝑥 𝜓ℎ, 𝑣 𝑥 𝑉𝑏 Ecuación 2.90
𝐴𝑣𝑐𝑜 = 4.5(𝑐𝑎1)4.5(𝐶𝑎1)2 Ecuación 2.91
Si: ha < 1.5Ca1 Avc=3Ca1ha Ecuación 2.92 Ca2 < 1.5Ca1 Avc=1.5Ca1 (1.5Ca1+Ca2) Ecuación 2.93 Donde:
n: número de pernos cercanos al borde.
Vuag: fuerza de corte sobre el grupo de pernos cercanos al borde. S1: distancia entre los anclajes analizados en el eje X.
S2: distancia entre los anclajes analizados en el eje Y.
Ca2: Distancia desde el centro del fuste de un anclaje hasta el borde del concreto en dirección perpendicular a ca1.
Ca1: Distancia medida desde el centro del fuste de un anclaje hasta el borde del concreto en una dirección. Si se aplica cortante al anclaje, ca1 se mide en la dirección de la fuerza cortante aplicada.
Avco: área proyectada de falla del concreto de un anclaje solo, utilizada para calcular la resistencia a cortante.
ha: espesor de un miembro en el que se coloca un anclaje, medido paralelamente al eje del anclaje.
Avc: área proyectada de falla del concreto de un anclaje solo o de un grupo de anclajes.
Le: longitud de apoyo de la carga de un anclaje para cortante. da: diámetro del perno.
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Vb: resistencia básica al arrancamiento del concreto.
Ψec,V: factor para anclajes sometidos a cargas excéntricas de corte. Ψed,V: factor de modificación por efectos de borde.
Ψc,V: factor de modificación para concreto reforzado. Ψh,V: factor de modificación para anclajes.
Vcbg: resistencia nominal al arrancamiento del concreto por corte. ø : Factor de reducción.
ø Vcbg: resistencia última al arrancamiento del concreto por corte.
Para la resistencia de diseño por estado límite de fluencia del perno por anclaje se evalúa de acuerdo a la siguiente formula
ø𝑅𝑛 = 0.75 𝑥 𝐹𝑏𝑢(0.75𝐴𝑏) Ecuación 2.94 Donde:
Ø : Factor de reducción.
Rn: resistencia al límite de fluencia. Fbu: Resistencia a la fractura del perno. Ab : área del acero.
2.2.7.2 Diseño de la zapata.
Para la cimentación del mástil se diseñó una zapata aislada, anteriormente se calculó el área de la cimentación. Lo cual se hizo las verificaciones de las presiones del suelo por esfuerzos admisibles y últimos evitando que haya tracciones en el suelo, mediante las siguientes ecuaciones:
𝜎 =𝑃𝐴±𝑀1×𝐶1
𝐼1 ±
𝑀2 ×𝐶2
𝐼2 Ecuación 2.95
Para el diseño del concreto de la zapata se empleó cargas últimas y a la vez se hicieron las siguientes verificaciones:
Verificación por corte:
∅𝑉𝑐 = 0.53√𝑓′𝑐 × 𝐵 × 𝑑 Ecuación 2.96 Donde:
B: ancho de cimentación. d : peralte efectivo. 𝜑 =0.85.
La verificación del corte por punzonamiento es igual a la menor determinada a través de las siguientes expresiones:
49 Vn= 0.27 * (2+4 𝐵𝑐 ) ∗ √𝑓′𝑐 ∗ 𝑃0 ∗ 𝑑 Ecuación 2.97 Vn= 0.27 ∗ (𝛼 ∗𝑑𝑃 0 + 2) ∗ √𝑓 ′𝑐 ∗ 𝑃 0∗ 𝑑 Ecuación 2.98 Vn= 1.10 * √𝑓′𝑐* (𝑃 0 ∗ 𝑑) Ecuación 2.99 Donde: P0: perímetro crítico. d: peralte efectivo.
Bc: Dimensión Mayor de la columna/Dimensión menor de columna.
𝛼 =Parametro igual a 40 si es columna intermedia, 30 para laterales y 20 para esquinas.
La verificación por aplastamiento se determinó a través de la siguiente ecuación:
Pu≤ 𝜑0.85×f’c× A0
Ecuación 2.100 Donde:
A0: área critica.
Para el diseño por flexión se empleó la siguiente ecuación: 𝑀𝑢 = 𝑞𝑢× 𝐵 × 𝐿𝑣
2
2 Ecuación 2.101
Donde:
Qu: presión del suelo. B: ancho de la cimentación.
Lv: longitud de vuelo de la zapata.
Una vez obtenido el momento se procedió a calcular el acero con la siguiente ecuación:
𝐴
𝑠=
𝑀𝑢∅𝑓𝑦(𝑑−𝑎2) Ecuación 2.102
La verificación del acero mínimo :
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Donde:
𝜌 min =cuantía mínima. Si se coloca en una capa es 0.0018, si es de dos capas es 0.0012.
b: ancho de la cimentación. d: peralte efectivo.
2.2.7.3 Diseño del pedestal.
Para el diseño del pedestal se diseñó como una columna corta debido a que cumplió la siguiente condición:
𝑃𝑢 ≥ 0.1 × 𝑓′𝑐 × 𝐴𝑔 Ecuación 2.104 Para el diseño del refuerzo longitudinal se calculó con el diagrama de iteración y el refuerzo transversal se calculó según la condiciones que establece el reglamento de la E.060, capitulo 21, articulo 21.6.4.4.
a) Predimensionamiento de vigas, losa aligerada y columnas. Para el predimensionamiento de los elementos estructurales de concreto armado se utilizó la tabla N° 2.9.
Tabla N°2. 9: Predimensionamiento de elementos estructurales.
Fuente: Elaboración propia.
Elem entos Estructurales Criterio
Losas aligerada Lu z/20 Vigas Lu z/12 Colum nas Se le qu ita 5cm a la base de la viga y se lo agrega a la dimen sió n de la co lu mn a.
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