57604618 Memorias de Calculo Muro

MURO DE CERRAMIENTO

MEMORIAS DE CÁLCULO

INTRODUCCION

Las siguientes memorias de cálculo consignan lo

correspondiente al diseño civil de un MURO DE MAMPOSTERÍA

NO REFORZADO en bloque No. 5 con acabado en concreto de

2.5 m. de alto y 20 cm. de espesor, con un GRADO DE

DISIPACIÓN DE ENERGÍA SÍSMICA MÍNIMA EN EL RANGO

INELASTICO (DMI) según la NSR 98 Capitulo D9., destinado como

cerramiento perimetral frontal de la PLANTA PRODUCTORA DE

ALCOHOL CARBURANTE, ALCOL RIO SUAREZ S.A., cuya

ubicación tendrá lugar en el Municipio de Guepsa, Santander.

Ya que las características, funciones, dimensiones y aspecto del

MURO han sido definidas por el ARQ. WILLIAM AMADO, quien

presta actualmente sus servicios profesionales como Arquitecto

de ALCOL RIO SUAREZ S.A., mi función se limita al Diseño Civil

propiamente dicho de la estructura de aislamiento perimetral,

recomendaciones constructivas, planos constructivos y

despieces en AutoCad y Diseño Civil de su respectiva

Cimentación, teniendo en cuenta las recomendaciones del

estudio de suelos, en lo concerniente a el sistema de

cimentación, Profundidad de cimentación, Parámetros de

diseño, Asentamientos y el perfil de suelo en la zona del muro.

ING. OSCAR GABRIEL GONZALEZ A.TP. 25202117508 CND del COPNIA

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MURO DE CERRAMIENTO

Las restricciones al uso de la mampostería no reforzada esta

basada en lo establecido al Capitulo A.3 de la NSR 98 la cual

permite el uso de este tipo de estructura como sistema de

resistencia se clasifica como uno de los sistemas con capacidad

mínima de disipación de energía en el rango inelástico (DMI).

Método de diseño: Resistencia Última.

Con respecto al diseño del muro de cerramiento, este

comprende 3 Ítems:

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CIMIENTACION

Cimentación en Concreto Ciclópeo Impermeabilizado

Resistencia y dosificación del concreto.

Sobre Cimiento: Zapata corrida al nivel Cimentación.

Resistencia del concreto, dosificación y Planos de

los despieces del acero estructural.

ANALSIS SISMICO Y DEFORMACION LATERAL DEL MURO

DE MAMPOSTERÍA NO REFORZADO EN BLOQUE NO. 5.

Columnetas de confinamiento.

Resistencia y dosificación del concreto y Planos de

los despieces del acero estructural.

Viga de amarre aérea.

Resistencia del concreto y Planos de los despieces.

Anclajes.


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MURO DE CERRAMIENTO

RECOMENDACIONES

Excavación Manual.

Nivel de compactación en los rellenos: Equipo manual

necesario y manera de realizarlo.

Tipo de Impermeabilizante a usar.

Anclajes.

Ensayos de Laboratorio Indispensables en las

dosificaciones de los concretos, morteros y también

en la calidad del acero a ser empleado.

Ensayos de resistencia en las unidades de

mampostería.

Criterios de rechazo y aceptación.


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MURO DE CERRAMIENTO

1. DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CIMIENTACION

Es el elemento estructural que recibe el peso del Muro y lo

distribuye uniformemente, es decir en toda su longitud, al suelo

de apoyo.

1.1. CIMENTACIÓN O FUNDACIÓN EN CONCRETO

CICLÓPEO IMPERMEABILIZADO.

1.1.1. Para evitar el contacto total del suelo de soporte

con la estructura de cimentación, es necesario

fundir una capa de 15 cm. de espesor de

concreto ensolado o concreto pobre cuya

resistencia se establece a criterio del

constructor.

1.1.2. Concreto Ciclópeo : Es la mezcla de concreto de

2300 psi. Con rocas de un diámetro aproximado

de 20 a 25 cm. llamadas piedra rajón o piedra

bola.

Según la NSR 98, las cimentaciones corridas para muros

de estas características no debe ser inferiores al ancho

del sobre cimiento, viga de amarre o zapata.

Lo recomendable es realizar el diseño de la cimentación

con una capacidad portante no mayor 2.0 kg/cm², por


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MURO DE CERRAMIENTO

las razones consideradas anteriormente y de seguridad

de la estructura.

La dimensión de la cimentación en concreto

ciclópeo debe tener como mínimo 50 cm. de alto

(o hasta encontrar suelo de buenas condiciones

de fundación) por 0.40 m. de ancho, a lo largo de

la longitud del cerramiento perimetral.

Dosificación:

• Concreto de 2300 psi 60% por m³:

♦ Dosificación recomendada que garantiza la

resistencia de diseño : 1 : 2 : 3 ½

6 ½ Bultos de cemento tipo 1

0.515 m³ de Arena

0.900 m³ de Triturado

Agua 60% del peso de cemento por metro

cúbico.

• Piedra rajón 40% por m³.

Las mezclas deben ser preparadas en trompo de

bulto y todas las muestras de concreto deben ser

compactadas mediante vibrador de aguja para


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MURO DE CERRAMIENTO

garantizar la homogeneidad del concreto y evitar

hormigueros.

Los vibradores deberán tener la suficiente

capacidad para compactar adecuadamente cada

cochada de mezcla antes de que se coloque la

siguiente.

La vibración deberá ser de manera uniforme a

toda la masa de la mezcla y deberá suspenderse

antes de que cause segregación de agregados o

mortero, esta no debe ser usada para transportar

mezcla dentro de la formaleta o acero de

refuerzo, especialmente si esto afecta masas de

mezcla recientemente fraguada y la mezcla no

debe ser vaciada desde alturas mayores a 1.5 m.

NOTA: Esta recomendación aplica en todas y cada

una de las intervenciones del vibrador en

cualquier elemento estructural en proceso de

fundición.

Recomendaciones de excavación

Luego de realizado el replanteo, la excavación se realiza

en forma manual utilizando pica y pala, o barretón

teniendo en cuenta que las paredes de la zanja deben

quedar a plomo y que llegue hasta una consistencia del

terreno razonable para la cimentación de 1.00 m. o 1.20

m.


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MURO DE CERRAMIENTO

Debido a que el terreno posee una pendiente natural

pronunciada lo recomendable es realizar la excavación en

forma escalonada, iniciando desde la parte más baja hacia

la más alta.

Recomendaciones de Impermeabilización

El cimiento (concreto ciclópeo) deberá ser

impermeabilizado para evitar el paso del agua por

capilaridad, para lo cual se usara un manto edil de 3 a 5

mm. y emulsión asfáltica.

El tratamiento de impermeabilización puede realizarse con

otros materiales que el constructor estime adecuados, de

común acuerdo con del diseñador.


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MURO DE CERRAMIENTO

1.2 CONSIDERACIONES GENERALES

ANÁLISIS SISMICO, DISEÑO DEL MURO Y SOBRE

CIMIENTO: ZAPATA DE CIMENTACION

1.2.1 ESPECIFICACIONES:

CONCRETO f’c= 210 kg/cm2 o 3000 psi (zapata corrida, vigas

aérea y columnetas).

MAMPOSTERIA f’m= 100 kg/cm2

MORTEROS DE PEGA f’cr= 125 kg/cm2

ACERO DE REFUERZO: fy= 4200 kg/cm2 > Nº 3

fy= 2620 kg/cm2 <= Nº 3

1.2.2 SISTEMA DE CÁLCULO:

ANALISIS SISMICO: FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE

1.2.3 ESPECIFICACIONES DEL MURO

LONGITUD DEL TRAMO A DE DISEÑO: 2.50 m


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MURO DE CERRAMIENTO

ALTURA: 2.50 m

ESPESOR DE MURO: 0.20m

1.2.4 AVALUO DE CARGAS

Estas cargas se evalúan para una espesor de 0.20 m y una

densidad de 1800 Kg/m3.

Peso propio: 1800 x 2.50 x 0.12 x 2.50 1350 KgAcabados en gravilla 2 caras x (0.04 x 2.50 x

2.50 x 2000)

1000 Kg

TOTAL 2350 Kg

Nota: se modela un tramo macizo de 2.50 de largo, el

tramo con reja se omite para el análisis ya que no hace

parte estructural del muro.

1.2.5 ANALISIS SISMICO

Zona de localización: Guepsa, Santander

Amenaza sísmica: Intermedia

Perfil de suelo: S3

Método de análisis: Fuerza horizontal

equivalente


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MURO DE CERRAMIENTO

Coeficiente de aceleración (Aa): 0.20

Coeficiente de sitio: S= 1.2

Coeficiente de importancia: I=1.0

segHnCtT 09.050.205.0 4/34/3 =×=×= ,

para este periodo Aa=0.20

KgturaPesoEstrucAaFs 470235020.0 =×=×=

1.2.6 CALCULO DE DERIVAS

El muro se considera como elemento fijo en la base y en

voladizo se calcula la denominada deformación por corte, en la

cual la deformación

∆ es la deriva del muro en el sentido débil.

I=inercia A=Área transversal t= espesor, b=Longitud y F=

Fuerza

1.2.6.1 Sísmica

E= modulo de elasticidad de la mampostería


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MURO DE CERRAMIENTO

43

0007.012

mbt

I =×= 2375.05.215.0 mbtA =×=×=

23000040.07500040.0

m

KgEG =×=×=

mGA

hF

IE

hF006.0

2.1

3

3

=×

××+××

×=∆

Esta deriva máxima no puede exceder:

ESTRUCTURA DERIVA MAXIMA VALORMAMPOSTERIA

CONFINADA 0.50 % (0.005hpi) 0.00125 m

COMO CONCLUSION EL MURO CON ESTAS DIMENSIONES

CUMPLE LOS REQUISITOS DE DERIVA, EN CORRELACION

CON SU CARGA Y CORTANTE SISMICO.


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MURO DE CERRAMIENTO

1.2.7 DISEÑO DE MURO

CARGA AXIAL ULTIMA:

2350 Kg x 1.4=3290 Kg

CORTANTE ULTIMO:

470 Kg x 1.4= 658Kg/ R (1.5)= 438 Kg

MOMENTO ULTIMO:

470Kg x 2.50 m= 1175 Kg-m x 1.4=1645Kg/R=1097Kg

ACERO EN LOS ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO:

4 VARILLAS DE 3/8

RESISTENCIAS

CARGA ULTIMA:200000 Kg

1.2.8 DISEÑO DE ZAPATA

Se considera una zapata corrida por lo tanto solo analizaremos

un tramo de 2.50m

CARGA DE SERVICIO 2350 Kg

LONGITUD DEL TRAMO DE MURO =2.50m


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MURO DE CERRAMIENTO

CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO =5 Ton/m2 (5000Kg/M2)

AUNQUE EL ESTUDIO DE SUELOS DETERMINA QUE LA

CAPACIDAD PORTANTE PUEDE ESTAR ALREDEDOR DE 20

Ton/m2. ASUMO QUE LA RESISTENCIA DE DICHA CAPACIDAD

PORTANTE PUEDE SER UN 25% EFECTIVA, YA QUE NO

ENCONTRE DENTRO DE LAS RECOMENDACIONES UN

CUIDADO ESPECIAL CON LA REPTACION DEL SUELO,

DERIVADO DE LA FALLA GEOLOGICA GRANDE EN LA ZONA

QUE PODRIA AFECTAR CON SEGURIDAD CUALQUIER

ESTRUCTURA.

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47.0/5000

2350m

mKg

KgPAREA ===

σ

Para una longitud de de 2.50 hallamos el ancho del cimiento.

mm

m

L

AREAB 188.0

50.2

47.0 2

=== Como se tiene un ancho de 0.40m la

zapata cumple con las condiciones de servicio.


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MURO DE CERRAMIENTO

2 RECOMENDACIONES ADICIONALES

2.1 MATERIALES

2.1.1 CONCRETOS 1500, 2300 y 3000 psi.

Los concreto a emplear en los diferentes elementos de

la obra, los cuales se especifican en los planos, deben

ser mezclados en obra, en trompo de bulto con las

dosificaciones de cada uno de los elementos tal y como

se recomienda con el fin de garantizar la resistencia a la

compresión necesaria, por esta razón los materiales a

usar deben ser de optima calidad y cumplir con lo

siguiente:

2.1.1.1 CEMENTO

Cemento Pórtland tipo I, que cumpla con las

especificaciones ASTM C-150 o ICONTEC 30-121 y

151. El cemento debe ser de calidad y características

uniformes, que no se pierda resistencia por

almacenamiento y en caso de almacenarse en sacos,

estos deberán ser lo suficiente fuertes y herméticos

para que no sufra alteraciones, durante el transporte,

almacenamiento y manejo.

El almacenamiento del cemento debe garantizar

protección contra humedad y llevar un registro


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MURO DE CERRAMIENTO

detallado del periodo de tiempo de cada lote. Se

prohíbe el uso de cemento con un almacenamiento

superior a 28 días.

2.1.1.2 AGREGADOS

Los agregados para el concreto deben cumplir con la

norma NTC 174 o ASTM C 33.

♦ Agregado fino: Consistirá en arena natural lavada

de grano grueso y duro, libre de polvo, álcalis,

esquistos así como de material orgánico y se

ajustara a la siguiente gradación:

TAMIZ3/8" 100

No. 4 95-100No. 8 80-100No. 16 50-85No. 30 25-60No. 50 10-30

No. 100 3-10

PORCENTAJE QUE PASA

♦ Agregado grueso : Roca triturada de buena

resistencia y durabilidad, deberá ser lavado y

estar libre de partículas nocivas o material

orgánico y se deberá ajustar a la siguiente

gradación:


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MURO DE CERRAMIENTO

TAMIZ1 1/2" 100

1" 95-1003/4" 35-703/8" 10-30

No. 4 0-5

PORCENTAJE QUE PASA

♦ Porcentaje de desgaste de la maquina de los

Ángeles

El tamaño máximo nominal del agregado no debe ser

mayor que las consideraciones:

1/5 de la dimensión menor entre los lados de la

formaleta.

1/3 de los espesores de los elementos

estructurales.

¾ del espaciamiento libre entre barras de

refuerzo, paquetes de barras o tendones.

♦ Agua: Las relaciones agua cemento serán

determinadas por la cantidad de Kilogramos de

cemento pero con un porcentaje no menor del

55%, ni mayor a un 62% del peso del cemento por

metro cúbico.

El agua que se use para lechada, motero y

concreto, así como la usada en el periodo de

curado, deberá ser agua para consumo humano

limpia, libre de cantidades perjudiciales de aceite,


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MURO DE CERRAMIENTO

ácidos, sales, álcalis, limos, materia orgánica y

otras impurezas que puedan afectar la resistencia

del cemento.

♦ Aditivos : Cuando fuese necesario por conveniencia

el uso de aditivos deben cumplir la norma ASTM C-

494 de tipo polímetro que permitan una

disminución del agua en la mezcla. Cuando se

requiera controlar el fraguado o la velocidad de

endurecimiento, el aditivo podrá ser una fórmula

de tipo polímetro que proporcione este control sin

aumento de la relación de agua o pérdida de

resistencia comparada con una mezcla de

fraguado normal.

No pueden usarse aditivos que contengan cloruro

de calcio o iones de cloruro, diferentes de

impurezas presentes en los ingredientes de la

mezcla, concreto que contenga elementos

embebidos de aluminio o en concreto fundido

utilizando formaletas galvanizadas.

3.1.1.3. ACERO

El acero de refuerzo comprende los aceros que

cumplen con las especificaciones ASTM – A615-68 y

A617-68. Se usara acero de refuerzo de fy= 60.000

psi en los diámetros que superen ½” inclusive y

fy=37.000 psi para los diámetros de 3/8” y ¼”. En el

momento de colocar el concreto, el refuerzo debe

estar limpio y libre de todo oxido, escamas, aceites,


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MURO DE CERRAMIENTO

grasas o cualquier sustancia que pudiera afectar la

adherencia con el concreto.

Siempre se evitara en lo posible el traslapo donde en

acero este sometido al máximo esfuerzo de diseño

3.1.2 CONTROL DE RESISTENCIA

La toma de muestras o probetas cilíndricas antes de

verter el concreto y durante la ejecución del mismo

se prepara cilindros, para el ensayo a la compresión

de acuerdo a la norma ASTM C-31. Se deben tomar

como mínimo 3 cilindros para cada ensayo y no

menos de un ensayo para cada 10 m³ de concreto. El

curado de las muestras se lleva a cabo en el

laboratorio. La resistencia media a la compresión del

concreto a los 28 días, determinados ya sea por

relación entre las resistencias de los cilindros de

prueba a los 7 días y la resistencia media a los 14 y

28 días o por falla directa en probetas con la

resistencia mayor a los 28 días deben corroborar la

resistencia del electo estructural que representan.


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MURO DE CERRAMIENTO

Para garantizar que los resultados de resistencia que

se determinen en el laboratorio son satisfactorios se

debe tener en cuenta las siguientes normas de

ensayos a realizar en obra sin omitir ninguno de los

pasos del proceso ya que se corre el riesgo con gran

probabilidad de elaborar el ensayo equivocadamente

y tener muestras incorrectas y no representativas de

la calidad del concreto lo cual representa problemas

en la garantía que el constructor debe poner en la

obra.

♦ Método de ensayo para determinar el

asentamiento del concreto NTC 396.

♦ Elaboración y curado de especimenes de concreto

en obra NTC 550.

3.1.3 PROTECCIÓN Y CURADO

Inmediatamente después de iniciado el proceso de

fraguado el concreto debe ser protegido de los rayos

solares, humedeciéndolo constantemente durante un

tiempo nunca inferior a 3 días, con agua procurando

que sea continua y uniforme en toda la superficie a

proteger y si evitar los agrietamientos.

3.1.4 FRECUENCIA DE MUESTREOS Y ENSAYOS


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MURO DE CERRAMIENTO

3.1.4.1 Mortero de Pega : Debe realizarse por

lo menos un ensayo de resistencia a

la compresión (promedio 3 probetas)

por cada 200 m2 de muro o por cada

día de pega. Igualmente se deben

verificar con frecuencias semanales

las condiciones de plasticidad y

retención de agua de todos los

morteros usados en la obra.

Cap. D.3.8. NSR 98.

3.1.4.2 Unidades de Mampostería : Se deben

realizar los ensayos de absorción

inicial, absorción total, estabilidad

dimensional y resistencia a la

compresión de por lo menos 5

unidades por cada lote de 5000

unidades o menos y no meno de una

por cada 200 m2 de muro.

3.1.5 CRITERIOS DE ACEPTACION Y RECHAZO

3.1.5.1 Resistencia Mínima: La calidad de la

mampostería se considera

satisfactoria si se cumple

simultáneamente el promedio de los

resultados de resistencia a la

compresión de los morteros de pega


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MURO DE CERRAMIENTO

y unidades es mayor o igual a la

resistencia especificada, y por ningún

motivo será inferior a un 80% de la

resistencia especificada

individualmente.

3.1.5.2 Medidas correctivas: Si no se cumple

uno ovarios de los requisitos

anteriores se debe tomar desiciones

acerca de la posible falla y de común

acuerdo con quien sea necesario,

resolverlo.

3.1.5.3 Resultados de resistencia bajos: Si

algún resultado de resistencia a la

compresión individual de morteros

de pega o de las unidades de

mampostería se deben tomar

medidas para impedir que se

comprometa la capacidad de carga

de la estructura. En caso de

confirmación que la mampostería es

de baja resistencia y si los cálculos

de un nuevo diseño indican que la

capacidad de carga se ha reducido

significativamente, se puede apelar

al ensayo de extracción de porciones


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MURO DE CERRAMIENTO

del muro afectado y tomar 3

porciones representativas que

corroboren el problema.

Todos los Requisitos de construcción de muros no reforzados

deben Construirse con los requisitos del Capitulo D.4 de la NSR

98


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