08) ING. CIMENTACIONES CLASE 8 (10-02-16) (1)

8/19/2019 08) ING. CIMENTACIONES CLASE 8 (10-02-16) (1)

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Mag. Natividad Sánchez

INGENIERÍA DE CIMENTACIONES

CLASE 08 (10-02-16)

MUROS DE CONTENCION ENVOLADIZO


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10/02/2016 MSc. Ing. Civil Natividad Sánchez A. 2

CONTENIDO

1. MUROS EN VOLADIZO


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MUROS EN VOLADIZO•La base se estima haciendo uso de las mismasrecomendaciones dadas para muros de gravedad.

•Si b1 = B/3, el muro resulta económico.•En caso que la capacidad portante sea muy baja, esconveniente que b1 = B/2

La verificación de la estabilidad es el segundo paso enel diseño. El peso de este tipo de muros es menor queel de los muros de gravedad por lo que en ocasiones lacondición critica es el deslizamiento. Para solucionar este problema se incrementa la longitud de la basepara incrementar el peso del relleno y de este modoelevar el aporte de la fricción. También se suele colocar

un diente en la parte inferior de la base, el cual estasometido al empuje pasivo del suelo (ver figura 13.10).Esta fuerza resistente colabora con la fricción paraequilibrar el empuje activo del suelo y puedeconsiderarse en el diseño pues el suelo que lo generano será removido durante la vida útil de la estructura.

h/12 a h/10

h


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5/25


Los muros en voladizo, se caracterizan por tener los siguientes elementos:pantalla o muro propiamente dicho; y su cimentación conformada por unvolado llamada punta y un volado llamado talón

Después de definidas las dimensiones de la estructura, se diseña la armadurapor flexión. La pantalla vertical, la punta y el talón se diseñan como volados.Sobre la pantalla vertical actúa el empuje activo del terreno y el efecto de lasobrecarga sobre el relleno, si es que existe.

EA (S/C)

EA

W1 W2

W4

S/C

W3

EP

fr

PuntaTalón

Muro


6/25


12.6ton/m26.3 ton/m2

5.90m9.44 ton/m

1.44 ton/m


7/25

Diseñar el muro en voladizo para: f´c = 210 k/cm2; fy = 4200 k/cm2; µ c-t = 0.55W = 1 600 k/m3; ɸ = 35º; H = 6.5 m; h = 5.90 m; S/C = 1500 k/m2; q = 2 k/cm2


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Como hay sobrecarga laaltura H se incrementa en:hs = sobrecarga/w; Portanto: hs=1500/1600=0.94

H+hs = 7.44 m.

Usando la tabla del Ing.Harmsen, se encuentraque: B = 0.48 x 7.44 = 3.57,aprox. 3.60 m; b1 = B/3

La base de la pantalla sepredimensiona con h/12 ah/10

0.55


9/25


5184

1770

4248

20296

3225

Rv = ∑ Mr = 76138.03

f) Calculo de la excentricidad

34723

c) Factor de seguridad contrael volteo

d) Factor de seguridad contra

el deslizamiento

e) Se verifica si la Resultante

pasa por el nucleo central

Ws/C = 2.15 * 1600 =

W4 = 5.9 * 2.15 * 1600 =

W3 = 0.3 * 5.9 * 2400 =

W2 = 0.5 * 5.9 * 0.25 * 2400 =

Brazo de Momento (m)

8143.13

1.8

51247.4

5522.4

1893.9

9331.2Momento (Kg * m)

W1 = 3.6 * 0.6 * 2400 =

2.525

2.525

1.3

1.07

Momento de volteo

(Hs/c)

2.- Verificacion de la Estabilidad del Muro.

∑ Empujes

∑ Momentos de

volteo

b) Fuerzas Resistentes

Fuerzas (Kg)

a) Fuerzas de volteo y deslizamiento:

Empuje activo (Ha)

Momento de volteo

(Ma)

Empuje s/c (H s/c)

6.50


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g) Calculo de presiones en el

suelo

h) Es necesario verificar

F.Svolteo y F.Sdeslizamientosin considerar la s/c, por

seguridad ya que esta puede

no estar completamente o

parcialmente

i) Diseño de la armadura en la pantalla

0.30

0.55


11/25


PROCESO DE DISEÑOEn la base el muro tiene 0.55 m y en la cresta tiene 0.30 m•Ku = Mu/bd2 = (37196x100)/(100x(55-6)²) = 15.492; p=0.0043; As = 21.07 cm2;¾” @ 0.125. Sólo en la base.

Arriba puede continuar ¾” @ 0.25. Se puede hacer el corte por tanteo

Ǿ 0.611 radianes

0.30 1-SenǾ 0.426

H S/C Ha pantalla 1+SenǾ 1.574

Ca 0.270 1.600 Tn/m3

h s 0.940 m

H S/C= 2396.00

5.90 6.50Ha= 7519.00

2.951.97

0.60 Eactivo

0.90 0.55 2.15

= 1.7(14812.43+7067.817) = 37196.42 kg.m

= = 2395.87 kg0.27x1600x0.94x5.9

DISE O DE ARMADURA DE PANTALLA

Esobrecarga

3.60

0.27x1600x5.9²

2= = 7519.00 kg

A


12/25


Ǿ 0.611 radianes

0.30 1-SenǾ 0.426

H S/C Ha pantalla 1+SenǾ 1.574Ca 0.270

1.600 Tn/m3

h s 0.940 m

H S/C= 1796.23

Ha= 4226.23

5.90 4.42

0.187 2.21

1.47

0.25 h/3-d= 1.48

0.60 Eactivo

0.90 0.55 2.15

= 17346.79 kg.m

0.27x1600x0.94x4.42

= 1.7(6231.341+3972.656)

Esobrecarga

3.60

= 0.27x1600x4.42²

2

=

= 4226.23 kg

= 1796.23 kg

A


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Ǿ 0.611 radianes

0.30 1-SenǾ 0.426

H S/C H a p an tal la 1+SenǾ 1.574

Ca 0.270

1.600 Tn/m3

h s 0.940 m

H S/C= 1796.23

Ha= 4226.23

5.90 4.42

0.187 2.21

1.47

0.25 h/3-d= 1.48

0.60 Eactivo

0.90 0.55 2.15

Esobrecarga

3.60

A2.00

0.25

0.25

DETALLE DE PANTALLA INTERIOR

ø 3/4" @.25INTERCALAR

ø 1/2" @.20ø 3/4" @.15Superior

Inferior

ø 3/4" @.25

ø 3/4" @.25

INTERCALAR

Ext.-Sup.

Ext.-Inf.

Int.-Sup.

Int.-Inf.

2.00

ø 1/2" @.20 ø 5/8" @.2250.30

0.60

5.90

6.5

0

ø 3/8" @.20


2.95

ø1/2"@.125EXTERIOR

ø1/2"@.25INTERIOR

ø1/2"@.175EXTERIOR

ø1/2"@.35INTERIOR

3.60

0.30

0.35

•¾” @ 0.125. Sólo

en la base.

Arriba puedecontinuar ¾” @

0.25.


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Interpolando para hallar ρ

0.0026 9.5265

ρ 9.49 =0.0024 8.8151 = 11.08 cm2

ρ= 0.00259

ÁREA

CM2

5/8 " 1.99 17.97 12.50 Ǿ5/8"@0.125m3/4 " 2.84 25.64 25.00 Ǿ3/4"@0.25m

1 " 5.1 46.05 30.00 Ǿ1"@0.3m

1x(48.7-6)²

0.00259x100x42.7429378531

DIÁMETROS S

PULG. CM

En la base del muro tiene 0.487 m y en la cresta tiene 0.3 m.

= 17346.79

= 9.49


15/25


16/25

ACERO MÍNIMO SEGÚN ACI 318 (2008)

ACERO MÍNIMO SEGÚN NTE - 060


17/25



18/25


19/25

DETALLADO DEL REFUERZO – MURO VOLADIZO


20/25


•El muro planteado tiene 9 m de longitud

•Los refuerzos mínimos en el muro: Asmin vert inferior = 0.0015x100x55 =8.25 cm2 Asmin vert superior = 0.0015x100x42.5 =6.375 cm2 Asmin horiz inferior = 0.0025x100x55=13.75 cm2 Asmin horiz superior =

0.0025x100x42.5=10.63 cm2•Como el As vertical, tiene fierro de ¾” en

la cara de contacto con el suelo. Secolocará hacia la cara exterior1/2 a 2/3 deltotal. Por tanto:

Desde la base hasta el centro: 3/8” @0.10Desde el centro hasta la cresta: 3/8” @

0.20


21/25


•De igual manera se procede con elacero horizontal: Se colocará haciala cara exterior1/2 a 2/3 del total.

Por tanto:Desde la base hasta el centro: 1/2”

@ 0.125Desde el centro hasta la cresta:

1/2” @ 0.175

•Se colocará hacia la cara interior1/2 a 1/3 del total. Por tanto:Desde la base hasta el centro: 1/2”

@ 0.25Desde el centro hasta la cresta:1/2” @ 0.35


22/25


DETALLE DE PANTALLA EXTERIOR


2.00

0.25

0.25

DETALLE DE PANTALLA INTERIOR


2.95

0.20

0.20


23/25


DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

DISEÑO DE LA ARMADURA DEL TALÓN:

En forma conservadora diseñamos para que el talón soporte lacarga última de la presión hacia abajo disminuida en la mínimareacción del terreno hacia arriba (2.8 ton/m2). Por tanto:

Wu = )1.4 (w suelo x h + p.p. zapata) + 1.7 x S/C) – (σ talón x1.7) = 13022 k/m; Mu 13022 x 2.15²/2 = 30097 k-m; ¢3/4” @o.15Para un buen acomodo se coloca armadura transversalequivalente a .0012 x 100 x 50 = 6cm2

ø 1/2" @.20ø 3/4" @.15Superior

0.60

ø

0.35


24/25


Inferiorø 1/2" @.20 ø 5/8" @.2250.30

0.60

3.60

0.35

DISEÑO DE LA CIMENTACIÓNDISEÑO DE LA ARMADURA DE LA PUNTA

En forma conservadora diseñamospara la mayor reacción del terreno σ

=1.64 k/cm2; wu = 1.7 x 16400 =27880; Mu = 11291 K-m;¢5/8”@0.225, transv ¢1/2”@0.20

0 30


25/25


ø 1/2" @.20ø 3/4" @.15Superior

Inferior

ø 3/4" @.25

ø 3/4" @.25

INTERCALAR

Ext.-Sup.

Ext.-Inf.

Int.-Sup

.

Int.-Inf.

2.00

ø 1/2" @.20 ø 5/8" @.2250.30

0.60

5.90

6

.50

ø 3/8" @.20


2.95

ø1

/2"@.125EXTERIOR

ø1

/2"@.25INTERIOR

ø1/2"@.175

EXTERIOR

ø1/2"@.35

INTERIOR

3.60

0.30

0.35

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