05 Diseño de Muro de Encausamiento.xlsx

DISEÑO DEL MURO DE CONCRETO ARMADO

Pes = 1.00 t/m3 Peso específico del material de relleno

Pec = 2.40 t/m3 Peso específico del concreto armadoF'c = 210 kg/cm2 Resistencia del concreto

Fy = 4200 kg/cm2 Límite de fluencia del acerof = 8.5 Ángulo de fricción interna

f = 0.41 Coeficiente de rozamiento

Qs = 7.80 t/m2 Capacidad portante bruta del suelo

Hc = 1.50 m Profundidad de cimentación

FSD= 1.50 Factor de seguridad al deslizamiento

FSV= 1.75 Factor de seguridad al volteo

L = 10.00 m Longitud de muro a construir

H/24 0.18 m 0.30

3.75 3.75

4.40

0.80

0.65 0.65

0.30 2.90

4.00

B H/2 OK

Empuje : E

PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL LA VERDAD, DISTRITO DE COPALLIN-BAGUA-AMAZONAS”. Con código de SNIP 278676

1.- DATOS

2.- ESTABILIDAD DEL MURO

B/3

B= (0.40 - 0.70) H

≥

H =

H/10 - H/12 h' =DEDO TALÓN

PANTALLA

PUNTERA TALÓN

PANTALLA

h'=

≥

Altura del relleno : h = 3.75 m0.742Coeficiente de presión activa : Ka = (1 - sen f)/(1 + sen f) =

5.22 Tn

Momento al volcamiento : Mv

Subpresión: 7.80 t/m

y = h / 3 = 1.25 m

Ma = E * y = 6.53 t-m/m

Muv = 1,70 * Ma = 11.09 t-m/m

Dimensionamiento de la pantalla

t1 = 0.30 m

Mu = 11.09 t-m/m

Cuantía = 0.0040 (cuantía asumida)

b = 100 cm

d = 0.28 m

t2 = 0.33 m

Adoptamost = 0.30 m

Comprobación al esfuerzo cortante : Vu:

h ' = 3.75 m

E ' = 5.22 Tn

Eu = 1,70 * E '

Eu = 8.87 Tn

Peralte: d = 20 cm

Vu = Eu / ( 0,85 * b * d ) = 5.22 kg/cm2

7.68 kg/cm2

Vu < V adm5.22 < 7.68

E = Ka * gs * h2 / 2 =

Sp = gW * (H - franco) * B/2 =

V adm = 0,53 ( f 'c )1/2 =

EL ESPESOR t ES CORRECTO

Momento resistente : Mr

0.30

3.75

4.40

0.80

y

0.65 0.65

A

0.30 2.90

4.00

SECCCIÓN PESO BRAZO-A MOMENTO

t m t-m

W1 6.24 2.00 12.48W2 2.70 0.95 2.57

W3 0.00 1.10 0.00

W4 0.00 1.10 0.00

W5 10.88 2.55 27.73W = 19.82 Mr = 42.78

FACTOR DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO

FSD = f * ( W ) / E 1.56

FSD >= 1.50

DEDO

h =

E

W2

W4

W3

W5

W1

Sp

1.556 >= 1.50O.K.

FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLTEO

FSV = Mr / Mv = 6.56

FSV >= 1.756.56 >= 1.75

O.K.

POSICIÓN DE LA RESULTANTE

2.01 m

2 * B / 3 >= >= B / 3

2.67 >= 2.01 >= 1.33

O.K.

-0.01 m

e <= B / 6

-0.01 <= 0.67

Existen solo esfuerzos de compresión

PRESIONES DEL SUELO

s1 = W / B * ( 1 + 6 * e / B ) = 0.49 kg/cm2

s2 = W / B * ( 1 - 6 * e / B ) = 0.50 kg/cm2

A0.50

0.49

19.822.01

0.50 kg/cm2 0.32 kg/cm2

2 1.5s1 < ss

0.32 0.78O.K.

XA = ( Mr - Mv ) / W =

XA

Excentricidad : e = B / 2 - XA =

1 =s2 s

=

s1 +1 +

2 s=

sadmisible =1 +

s1 =1 +

p1 = 2.78 T/m2p2 = 1.86 T/m2

p3 = 0.93 T/m2

0.30

1.25

3.75 1.25

3.75

1.25

0.30

Empuje horizontal en cada sección : F = p * hi / 2

F1 = 5.22 Tn

F2 = 4.64 Tn

F3 = 1.16 Tn

fuerzas cuyos brazos,corresponden a los centro de gravedad de los triángulos

de presiones, son : y = hi / 3

y1 = 1.25 m

y2 = 0.83 my3 = 0.42 m

3.- DISEÑO DE LA PANTALLA

Presiones en la base : p = Ka * gs * hi

1

2

33

p3

p2

p1

F1

F3

F2

Momentos flectores en cada sección : M = Fi * yi

M1 = 6.53 t-m/m

M2 = 3.87 t-m/m

M3 = 0.48 t-m/m

ARMADURA POR FLEXIÓN

Sección 1 :

Mu = 652543.56 Kg-cm

b * d = 100 10

As = 24.14

As min = ( 14 / fy ) * b * d = 3.33

As min = 0.0018*b*d = 1.80

por lo tanto : As1 = 24.14

Sección 2 :

Mu = 386692.48 Kg-cm

b * d = 100 20

As = 5.28

As min = ( 14 / fy ) * b * d = 6.67

0.0018*b*d = 3.60


Sección 3 :

Mu = 48336.56 Kg-cm

b * d = 100 25

cm2

As = r b d = {[ 1 - (1 - 2,36 * Mu/(0,9 * b * d2 * f 'c))1/2 ]/1,18 * f 'c/fy }*b*d

cm2

cm2

cm2

cm2

cm2


cm2

cm2

cm2

cm2

cm2


x

x

xx

𝐻_𝐶=𝐻_𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎− ((3 𝑥∛ 〖 𝑀〗 _𝑢𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎)/(1.7 𝑥 〖𝐶𝑜𝑒𝑓〗 _(𝐸𝑚𝑝 𝐴𝑐𝑡) 𝑥 𝑃_(𝑒𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜) ))+𝑑_𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒𝑃𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎

As = 0.51 cm2

As min = ( 14 / fy ) * b * d = 8.33

0.0018*b*d = 4.50


DISTRIBUCIÓN DE ACEROSección 1 :

As1 = 24.14 cm2 1/2" 0.05 m

Usar acero 1/2" 0.15 m

Sección 2 :

As1 = 6.67 cm2 As1 ' = As1 - As2 ' = 17.47 cm2

1/2" 0.19 m


Lado Vertical de la Pantalla (Cara Exterior) :

As' = 2/3 x As1

As' = 4.67 cm2 1/2" 0.27 m


Lado Vertical de la Pantalla (Cara Interior) :As' = 2/3 x As1 As' = 16.90 cm2 5/8" 0.12 m


ARMADURA POR TEMPERATURA

Ast = 0,0025 * b * tm = 7.50 cm2Cara exterior : As = 1 / 3* Ast = 2.50 cm2

Usar acero 1/2'' 0.20 m

Usar acero 1/2'' 0.20 m

Cara interior : As = 2 / 3 * Ast = 5.00 cm2Usar acero 1/2" 0.30 m


ALTURA DE CORTE PARA Mu/2

1.02 m1.28 m Tomaremos: 1.30 m

cm2

cm2

cm2

HC =HC = HC =

f

f @

@

@

f @f @

f @

@@ f @f @

f @

𝐻_𝐶=𝐻_𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎− ((3 𝑥∛ 〖 𝑀〗 _𝑢𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎)/(1.7 𝑥 〖𝐶𝑜𝑒𝑓〗 _(𝐸𝑚𝑝 𝐴𝑐𝑡) 𝑥 𝑃_(𝑒𝑠𝑝 𝑟𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜) ))+𝑑_𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑡𝑒𝑃𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎

f @

f @

@@ f @f @

f @

DISEÑO DE LA LLAVE DE CORTE

Esfuerzo de aplastamiento : fa

Suponemos: m = 20.0 cm

fa = 1,70 * F1 / ( 0,70 * b * m ) = 6.34 kg/cm2

fa adm = 0,85 * 0,70 * f 'c = 124.95 kg/cm2

fa < fa adm

6.34 < 124.95

El valor adoptado de m es correcto

Longitud de la llave de corte : L

13.59 cm

Adoptamos : L = 15 cm

DISEÑO DE LA LLAVE DE CORTE EN FUNCION DEL SUELO

0.20 m

m0.10 0.10 0.10

0.30

DETERMINACION DE LA BASE: Calculo del Tacón

m

0.88 0.15 2.98

4.00

L >= 1,70 * F1 / ( 0,85 * b * 0,53 * f 'c1/2 ) =

Ept =

L =

L =

𝐸_𝑝𝑡=1/2.𝛾.[(ℎ^′+𝑚)^2−ℎ^′2 ].(1+𝑠𝑒𝑛𝜃)/(1−𝑠𝑒𝑛𝜃)

0.65

0.80 0.30 2.90

4.00

0.50

0.49

s3 = 0.49

s4 = 0.49

Momento flector : Mf

0.16 t-m/m

Mu = 1.25 * Mf = 0.20 t-m/m

REFUERZO VERTICAL

ARMADURA PRINCIPAL EN LA BASE (cara interior)

Muv = 19692.05 kg-cm/cmt2 = 30.00 cm

d = 18.73 cm

b = 100 cm

Momento resistente de la sección : Mr

Ru = 0.83

b = 100 cm

33.73 cm

0.94 t-m/m

4.- DISEÑO DE LA BASE

t/m2

t/m2

Mf = Lpunte2 / 6 * ( 2 * s1 + s3 ) =

kg/cm2

dzapata =

Mr = Ru * b * d2 =

3s 2=s =

4s1 s

=

Mu ≤ Mr0.20 ≤ 0.94 O.K.

Verificación del peralte por Corte

0.66 t

Vu = V / ( 0,85 * b * d ) = 0.23

7.68Vu < V adm

0.23 < 7.68 O.K.


Mu = 19692.05 Kg-cm

b * d = 100 55

As = 9.47

As min = ( 14 / fy ) * b * d = 18.33

As min = ( 0.0018 ) * b * d = 9.90

Cara superior As = 14.01



Cara inferior Usar acero 5/8" 0.20 mUsar acero 5/8" 0.20 m


Ast = 0,0020 * b * t = 13.00

Cara superior : As = 2 / 3* Ast = 8.67



Cara inferior : As = 1 / 3 * Ast = 4.33

Usar acero 1/2" 0.29 mUsar acero 1/2" 0.30 m

0.65

2.90

V = ( s1 + s3 ) / 2 * Ldedo * 1,70 =

kg/cm2

V adm = 0,53 ( f 'c )1/2 = kg/cm2

cm2


cm2

cm2

cm2

cm2

cm2

cm2

cm2

x

f @

Ws + Wpp

f @

f @f @f @

f @

f @

f @f @f @

f @f @f @

f @

0.49 0.50

0.69 0.71

Diagrama de presiones netas últimas :

6.75 6.73

2.18

Peso del suelo : Ws = W4 / Ltalón * 1,40 = 5.25

Ws + Wpp = 7.43

DISEÑO A FLEXIÓN

Momento flector : Mf

28.32 t-m/m

Peralte mínimo : d

Mu = 2831565.03 kg-cm

Ru = 0.83

b = 100 cm

19.52 cm

d adoptado > d calculado62.00 > 19.52

El espesor adoptado es correcto

Peralte necesario por Corte

19.54 t

29.93 cm

d adoptado > d calculado57.21 > 29.93

Peso propio del puntal : Wpp = t * gh * 1,40 = t/m2

t/m2

t/m2

Mf = Ltalón2 / 6 * ( 2 * s2 ' + s4 ') =

kg/cm2

d = [ Muv / ( 0,90 * Ru * b ) ]1/2 =

V = ( s2 ' + s4 ' ) / 2 * Ltalón * 1,7 =

d = V / ( 0,85 * b * 0,53 * f 'c1/2 ) =

4 s=

2 s=

4 su=

2 su=

4 s'= =

2 s'=

El espesor adoptado es correcto


Mu = 2831565.03 Kg-cm

b * d = 100 57

As = 13.47

As min = ( 14 / fy ) * b * d = 19.07

As min = ( 0.0018 ) * b * d = 10.38

por lo tanto : As = 14.30 cm2

Cara superior Usar acero 5/8" 0.14 m


Cara inferior Usar acero 5/8" 0.20 m



Ast = 0,0020 * b * t = 11.70

Cara superior e Inferior: As = 2 / 3* Ast = 7.80 cm2



LONGITUD DE DESARROLLO DE LAS VARILLAS : Ld

Área de la varilla : Ab = 1.27 cm2

30.40 cm

Diámetro de la varilla : db = 12.7 mm

Ld mín = 0,0057 * db * fy * 1,40 = 42.57 cm

Por tanto : Ld = 0.43 m

Tomar Ld = 0.50 m

cm2


cm2

cm2

cm2

cm2

Ld = 0,059 * Ab * fy * 1,40 / f 'c1/2 =

x

f @f

f @f @

@

f @ff @

f @f @

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