Diseño Estructural De Fosa Séptica

Diseño estructural de la fosa séptica

Para el diseño de los elementos estructurales de la fosa séptica se siguieron las especificaciones del código ACI.

En la losa superior o tapadera, se utilizará el método 3 del ACI que consiste en la utilización de tablas de coeficientes de momento que cubren varias condiciones: losas en dos direcciones, simplemente apoyadas, continuas y discontinuas enlos bordes.

En el diseño de paredes y losa de piso de la fosa, se utilizará el método de bandas, el cual consiste en suponer líneas de discontinuidad (líneas imaginarias) en la estructura a analizar, donde cambia la dirección en que se transmite la carga sobre dicha estructura, al realizar esto se obtienen bandas que se analizan como vigas simplemente soportadas o empotradas.

Diseño de lalosa superior

Datos
Carga viva = CV= 150 kg/m²
Valor estimado para losa con acceso tomado de las normas COGUANOR
Resistencia del concreto = f´c = 210 kg/cm²
Resistencia del acero = fy = 2810 kg/cm²
Módulo de elasticidad del acero = Es = 2.1E6 kg/cm²

Dimensiones de la losa

Largo = b = 9.10 m Ancho =a = 4.55 m
Determinamos cómo trabaja la losacon la relación m = a/b, donde a=lado menor y b=lado mayor. Si m ≥ 0.5, la losa trabaja en dos sentidos, si m 0.8 M2 usamos el promedio de los dos momentos

Considerando los parámetros anteriores quedan los momentos balanceados como se muestra en la siguiente figura:

Figura 5. Diagrama de Momentos Balanceados


- Cálculo del peralte de losa

Peralte d = Espesor de losa –recubrimiento – (diámetro varilla No.3/2)
d = 15 – 2 – 0.95/2
d = 12.53 cm

- Cálculo Asmin de losa

Asmin = 40% As viga = (14.1/fy)bd
Asmin = 2.51 cm²
Donde: b= franja de 100 cm
d= 12.53 cm

Armado para área de acero mínima

Se propone varilla dehierro No. 3 con un área de 0.71 cm².

Haciendo la relación proporcional se tiene el espaciamiento S del armado de la siguiente manera:
2.51 cm² - 100cm
0.71 cm² - S
Donde S= 29 cm = 30 cm
Chequeando con Smax = 3t = 3 x 15cm = 45 cm

Sí cumple; y usamos el espaciamiento de 30 cm para el cálculo del momento que requiere elárea de acero mínima:
MAsmin = 1,163.72 kg-m

Entonces calculamos el área de acero para los momentos que sean mayores a MAsmin = 1,163.72 kg-m

Tabla V. Detalle de armado para losa
Momento Kg-m As cm² No. varilla S cm
1,429.77 4.65 3 15
1,340.53 4.35 3 15
1,385.15 4.50 3 15

Área de acero por temperatura
As (t) = 0.002bt =2.41 cm² con espaciamiento S=0.30m

Distribución del área de acero en la losa
Bastón No. 3 @ 0.15m
Tensión No. 3 @ 0.15m
Riel No. 3 @ 0.30m

NOTA: Ver detalle de armado en los planos
Diseño de la losa de piso y paredes

Datos:
Largo = 9.10 m
Ancho = 4.55 m
Altura = 2.90 m
Espesor de paredes y losa de piso= 0.20m
Espesor losa tapadera de concreto= 0.15 m
Rc = Peso volumétricodel concreto = 2.40 T/m3
Rs = Peso volumétrico del suelo = 1.8 T/m3
Ka = Constante de Ranking = 0.33
Cm = Coeficiente de empuje lateral del suelo = 1.40
Resistencia del concreto = f´c = 210 kg/cm²
Resistencia del acero = fy = 2810 kg/cm²
Módulo de elasticidad del acero = Es = 2.1E6 kg/cm²
Valor soporte del suelo = Vs = 16 T/m2

Los valores de peso volumétrico y valor soporte del suelofueron estimados con los resultados de los ensayos realizados en laboratorio.

Presión sobre el fondo de la fosa
P = ( Ptanque + Ptapadera + Pagua ) / A
Donde:
P = Peso propio de la estructura
Ptanque = peso de las cuatro paredes + peso de losa de piso
Ptapadera = peso de la tapadera
Pagua = peso del agua
A = Área de contacto de la estructura con el suelo

P = 2.40 [ ( 27.3 x 2.50 x 0.20...