Muro con contrafuerte amira

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INGENIERIA DE CIMENTACIONES CONTROL DE LECTURA AMIRA MATOS SANCHEZ TEMA DE INVESTIGACIÓN: INGENIERIA DE CIMENTACIONES INSTRUCCIONES: La presentación debe ser ordenada e impecable, de lo contrario no será evaluada. En caso de encontrar indicios de copia se anularan los trabajos, tanto de la persona que copia como de la que dejo copiar, la nota automáticamente será cero La presentación es obligatoria. Se recogerán los trabajos el día miércoles 20-11-13 al inicio de clases con una tolerancia de 5 minutos, pasada la tolerancia no se recogerán más trabajos. Analizar el comportamiento estructural (idealizacion, transmision de cargas, uso y otros) de las siguientes escaleras: o Escalera UCCI o Escalera ingreso pabellon administrativo UNCP o Escalera facultad de Medicina UCCI o Escalera puente peatonal UNCP o Escaleras con peldaños en voladizo o Escaleras de las tribunas del Estadio Huancayo. Se adjunta un archivo excel, donde se les determina por grupo sus escaleras a analizar. CADA GRUPO DEBERA PRESENTAR TRES ESCALERAS, DOS DE ELLAS YA SE ENCUENTRAN DESIGNADAS Y LA TERCERA ES DE SU LIBRE ELECCION PERO DEBE SER DIFERENTE A LAS YA MENCIONADAS. Diseñar el contrafuerte, talon y punta del siguiente muro cuyas caracteristicas son las siguientes: f´c = 210 k/cm2; fy = 4200 k/cm2; μ c-t = 0.55 W = 1600 k/m3; ɸ = 35º; H = 6.5 m; h = 5.90 m; q = 2 k/cm2; espesor de la pantalla = 0.30m; longitud de la punta =1.00, base = 3.60 m Completar el diseño de la escalera resuelta en clases. Sección : A0238 Asignatura : INGENIERIA DE CIMENTACIONES Docente : NATIVIDAD SANCHEZ AREVALO Unidad: II Semana: 14 Apellidos : ……………………………..…………………………. Nombres : …………………………………..……………………. Fecha : 17/11/2013 Duración :

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INGENIERIA DE CIMENTACIONES

CONTROL DE LECTURA AMIRA MATOS SANCHEZ

TEMA DE INVESTIGACIÓN: INGENIERIA DE CIMENTACIONES

INSTRUCCIONES:

La presentación debe ser ordenada e impecable, de lo contrario no será evaluada. En caso de encontrar indicios de copia se anularan los trabajos, tanto de la persona que copia como de la

que dejo copiar, la nota automáticamente será cero

La presentación es obligatoria. Se recogerán los trabajos el día miércoles 20-11-13 al inicio de clases con una tolerancia de 5 minutos,

pasada la tolerancia no se recogerán más trabajos.

Analizar el comportamiento estructural (idealizacion, transmision de cargas, uso y otros) de las siguientes escaleras:

o Escalera UCCI o Escalera ingreso pabellon administrativo UNCP o Escalera facultad de Medicina UCCI o Escalera puente peatonal UNCP o Escaleras con peldaños en voladizo o Escaleras de las tribunas del Estadio Huancayo.

Se adjunta un archivo excel, donde se les determina por grupo sus escaleras a analizar.

CADA GRUPO DEBERA PRESENTAR TRES ESCALERAS, DOS DE ELLAS YA SE

ENCUENTRAN DESIGNADAS Y LA TERCERA ES DE SU LIBRE ELECCION PERO DEBE SER

DIFERENTE A LAS YA MENCIONADAS.

Diseñar el contrafuerte, talon y punta del siguiente muro cuyas caracteristicas son las

siguientes: f´c = 210 k/cm2; fy = 4200 k/cm2; µ c-t = 0.55 W = 1600 k/m3; ɸ = 35º; H

= 6.5 m; h = 5.90 m; q = 2 k/cm2; espesor de la pantalla = 0.30m; longitud de la punta

=1.00, base = 3.60 m

Completar el diseño de la escalera resuelta en clases.

Sección : A0238 Asignatura : INGENIERIA DE CIMENTACIONES Docente : NATIVIDAD SANCHEZ AREVALO Unidad: II Semana: 14

Apellidos : ……………………………..…………………………. Nombres : …………………………………..……………………. Fecha : 17/11/2013 Duración :

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PARTE II

Diseñar el contrafuerte, talon y punta del siguiente muro cuyas caracteristicas son las

siguientes: f´c = 210 k/cm2; fy = 4200 k/cm2; µ c-t = 0.55 W = 1600 k/m3; ɸ = 35º; H

= 6.5 m; h = 5.90 m; q = 2 k/cm2; espesor de la pantalla = 0.30m; longitud de la punta

=1.00, base = 3.60m

Cálculo de Ca:

27.0351

351

1

1

Ca

sen

senCa

sen

senCa

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VERIFICAMOS LA ESTABILIDAD DEL MURO:

MOMENTOS DE VOLTEO

mKgHaxx

HaHxWxCa

Ha /91262

5.6160027.0

2

22

mkgvolteoMxvolteoMH

xHavolteoM .197733

5.69126

3

CALCULAMOS LOS MOMENTOS RESISTENTES POR EFECTO DEL PESO

FACTOR DE SEGURIDAD DE VOLTEO:

68.319773

4.72820

FsvFsv

Ma

MrFsv

Como okFsv c 268.3

Fuerza Brazo de Palanca Momento K.m

240060.060.31 xxW 80.1 2.9331

240030.090.52 xxW 15.1 2.4885

16005.630.24 xxW 45.2 0.58604

33352Fuerzas 4.72820Mr

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FACTOR DE SEGURIDAD POR DESLIZAMIENTO:

okFsdx

FsdHa

RrxuFsd 5.101.2

9126

3335255.0

TENEMOS QUE GARANTIZAR QUE LA FUERZA PASE POR EL NÚCLEO CENTRAL:

aRA MxMXxRr

mXX AA 59.133352

197734.72820

o Como el núcleo central se encuentra entre 4.22.1 y , la fuerza si pasa por el

núcleo central.

o Además ok60.039.06/6.32.159.1

Por lo que podemos decir que si pasa por núcleo central.

CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD:

21.059.12

60.3

2 ExcExcX

BExc A

CALCULO DE LAS PRESIONES EN EL SUELO

talonokcmkg

puntaokcmkg

x

xx

x

2

12

2

11

22,1

/0.258.031.089.0

/0.220.131.089.0

360100

21475.320256

360100

475.32025

2. DISEÑO DE LA PANTALLA – ACERO HORIZONTAL:

Diseño de la armadura de la pantalla

mKgFxxxFhxWxCaxF /6.47735.6160027.07.17.1

mKgFxxxFhxWxCaxF /96.43329.5160027.07.17.1

mKgFxxxFhxWxCaxF /72.3249425.4160027.07.17.1

mKgFxxxFhxWxCaxF /48.166295.2160027.07.17.1

mKgFxxxFhxWxCaxF /24.1083475.1160027.07.17.1

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Hallamos los momentos para cada franja de acuerdo a su distribución de carga, para ello

usamos utilizamos el método de coeficientes de ACI.

3.00

2.60 2.600.40 0.40 0.40

3.00

1

2

3

4

5(WuL )/24

(WuL )/14 (WuL )/16

(WuL )/11(WuL )/102

2 2

22

El espaciamiento entre los contrafuertes es de 3m ya que es un muro con una altura menor a

8m.

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2.1. DISEÑO DE LA CARA INTERIOR:

W*L2 W*L2 W*L2 W*L2 W*L2

24 14 10 16 11

FRANJA W (kg/m) M1

(kg.m) M2

(kg.m) M3 (kg.m) M4

(kg.m) M5

(kg.m)

1 1083.24 305.11 523.05 732.27 457.67 665.70

2 2166.48 610.23 1046.10 1464.54 915.34 1331.40 3 3249.72 915.34 1569.15 2196.81 1373.01 1997.10

4 4332.96 1220.45 2092.20 2929.08 1830.68 2662.80

FRANJA 1

M1 M3 M5

Ku 0.530 1.271 1.156

ρ 0.00014 0.00034 0.00031

As req 0.34 0.81 0.74

As colocado 5.76 5.76 5.76

Esp= (ɸ1/2) 22.05 22.05 22.05

Esp real 20cm 20cm 20cm

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FRANJA 2 Ku 1.059 2.543 2.311

ρ 0.00028 0.00068 0.00062

As req 0.68 1.63 1.48

As colocado 5.76 5.76 5.76

Esp= (ɸ1/2) 22.05 22.05 22.05

Esp real 20cm 20cm 20cm

FRANJA 4 Ku 2.119 5.085 4.623

ρ 0.00057 0.00137 0.00124

As req 1.36 3.29 2.98

As colocado 5.76 5.76 5.76

Esp= (ɸ1/2) 22.05 22.05 22.05

Esp real 15cm 15cm 15cm

a) VERIFICACION DE ACERO:

En necesario verificar el porcentaje de acero que pasa completamente:

b) DETALLE DE ACERO

FRANJA 3 Ku 1.589 3.814 3.467

ρ 0.00042 0.00102 0.00093

As req 1.02 2.46 2.23

As colocado 5.76 5.76 5.76

Esp= (ɸ1/2) 22.05 22.05 22.05

Esp real 20cm 20cm 20cm

• Longitud de desarrollo para φ 8mm = 0.20 m • Longitud de anclaje para φ 8mm = 0.15 m

• Longitud de desarrollo para φ 3/8 = 0.25 m • Longitud de anclaje para φ 3/8 = 0.20 m

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AC

ERO

φ1

/2

@0

,40

m y

@

0,2

0m

@0

,30

m y

@

0,1

5m

DET

ALL

E D

E A

CER

O H

OR

IZO

NTA

L IN

TER

IOR

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2.2. DISEÑO DE LA CARA EXTERIOR:

W*L2 W*L2 W*L2 W*L2 W*L2

24 14 10 16 11

FRANJA W (kg/m) M1

(kg.m) M2

(kg.m) M3 (kg.m) M4

(kg.m) M5

(kg.m)

1 1083.24 305.11 523.05 732.27 457.67 665.70

2 2166.48 610.23 1046.10 1464.54 915.34 1331.40

3 3249.72 915.34 1569.15 2196.81 1373.01 1997.10 4 4332.96 1220.45 2092.20 2929.08 1830.68 2662.80

FRANJA 1

M2 M4

Ku 0.908 0.795

ρ 0.00024 0.00021

As req 0.58 0.51

As colocado 5.76 5.76

Esp= (ɸ3/8) 12.33 12.33

Esp real 10cm 10cm

FRANJA 2

M2 M4

Ku 1.816 1.589

ρ 0.00048 0.00042

As req 1.16 1.02

As colocado 5.76 5.76

Esp= (ɸ3/8) 12.33 12.33

Esp real 10cm 10cm

FRANJA 3 Ku 2.724 2.384

ρ 0.00073 0.00064

As req 1.75 1.53

As colocado 5.76 5.76

Esp= (ɸ3/8) 12.33 12.33

Esp real 10cm 10cm

FRANJA 4 Ku 3.632 3.178

ρ 0.00097 0.00085

As req 2.34 2.04

As colocado 5.76 5.76

Esp= (ɸ3/8) 12.33 12.33

Esp real 10cm 10cm

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a) VERIFICACION DE ACERO:

En necesario verificar el porcentaje de acero que pasa completamente:

b) DETALLE DE ACERO

• Longitud de desarrollo para φ 8mm = 0.20 m • Longitud de anclaje para φ 8mm = 0.15 m

• Longitud de desarrollo para φ 3/8 = 0.25 m • Longitud de anclaje para φ 3/8 = 0.20 m

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5.9

m

DET

ALL

E D

E A

CER

O H

OR

IZO

NTA

L EX

TER

IOR

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3. DISEÑO DE LA PANTALLA – ACERO VERTICAL:

DATOS : S'= 3m

H= 6.5m

P= CaxWxH= 4332.96 Kg

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M1=2534.78 kg-m

Para M1 encontramos el Ku= 4.4 =0.00118, pero usamos el acero mínimo,

As= 0.0024x100x24= 5.76cm2

Para M2 el As= 1.44cm2

a) VERIFICACION DE ACERO:

En necesario verificar el porcentaje de acero que pasa completamente:

En ambos casos si cumple.

• Con φ 3/8 5.76 cm2-------100cm 0.71cm2-------S

S= 0.10m

• Con φ 3/8 1.44 cm2-------100cm 0.71 cm2-------S

S= 0.475 m

CARA EXTERIOR CARA INTERIOR

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DET

ALL

E D

E A

CER

O V

ERTI

CA

L IN

TER

IOR

@0

.10

m

@0

.40

m

AC

ERO

φ3

/8

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@0

.10

m

@0

.40

m

AC

ERO

φ3

/8

DET

ALL

E D

E A

CER

O V

ERTI

CA

L EX

TER

IOR

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4. DISEÑO POR CORTANTE

Como se ve, el sistema está trabajando a tracción, por lo tanto la cortante no se calcula a una

distancia “d”, sino a la cara del apoyo (contrafuerte).

A) VERIFICACIÓN POR CORTE

Datos:

FRANJA

W

(kg/m) V1 (kg) V2 (kg) V3 (kg) V4 (kg) V5 (kg) V6 (kg) V7 (kg) V8 (kg) V9 (kg) V10 (kg)

1 1083.24 1408.21 1619.44 1408.21 1408.21 1408.21 1408.21 1408.21 1408.21 1619.44 1408.21

2 2166.48 2816.42 3238.89 2816.42 2816.42 2816.42 2816.42 2816.42 2816.42 3238.89 2816.42

3 3249.72 4224.64 4858.33 4224.64 4224.64 4224.64 4224.64 4224.64 4224.64 4858.33 4224.64

4 4332.96 5632.85 6477.78 5632.85 5632.85 5632.85 5632.85 5632.85 5632.85 6477.78 5632.85

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Cumple con la verificación por cortante en cada franja

4. DISEÑO DEL CONTRAFUERTE

a) ACERO POR TRACCIÒN

Calculamos las fuerzas últimas:

22 0.27 1600 5.93.0 1.7 3.0 1.7 38346.7 /

2 2

Ca x W x h x xVu x x Vu x x Vu Kg m

22 0.27 1600 3.933.0 1.7 3.0 1.7 17043.0 /

2 2

Ca x W x h x xVu x x Vu x x Vu Kg m

22 0.27 1600 2.953.0 1.7 3.0 1.7 9586.674 /

2 2

Ca x W x h x xVu x x Vu x x Vu Kg m

FRANJA V2 (kg) ΦVc

1 1619.44 < 16320.91 OK

2 3238.89 < 16320.91 OK

3 4858.33 < 16320.91 OK

4 6477.78 < 16320.91 OK

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Se calcula el ángulo :

= arctan (5.9/2.35) = 68.28º

Teniendo en cuenta que vamos a diseñar el acero para un contrafuerte inclinado hacia el

terreno.

send

MVTu cos

b) ACERO HORIZONTAL Y VERTICAL

El acero horizontal debe resistir la tracción de la pantalla en cada cara=(4332.96+3249.72)/2=

3791.34; Tu = 3791.34 x 3 /2 = 5687.01 Kg;

As = 5687.01/(0.9 x 4200)=1.51cm2 Usamos Asmin = 0.00125 x 100 x 40 = 5 cm2; ½” @

0.25

El acero vertical: wu = (1.4(1600x5.9+2400x0.60)–5800x1.4= 7112 Kg

Tu=(7112 x 3)/2=10668; As=10668/(0.9x4200)=2.82 Usamos Asmin = 0.00075 x 100 x 40 = 3

cm2 ; 3/8” @ 0.225 m

EN LA BASEA 2/3 DE LA

ALTURAAL CENTRO

5,9 3,93 2,95

Vu (Kg) 38346,7 17043,0 9586,674

Mu (kg.m) 75415,17 22326,30 9426,90

d (m) 2,54 1,76 1,37

Tu (kg) 41773,04 18122,72 9963,33

As (cm2) 11,05 4,79 2,64

ACERO 4ø 3/4“ 2ø3/4" 2ø3/4"

SECCIÓN

ANALIZADA H=

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5. DISEÑO DE LA PUNTA

talonokcmkg

puntaokcmkg

x

xx

x

2

12

2

11

22,1

/0.258.031.089.0

/0.220.131.089.0

360100

21475.320256

360100

475.32025

25.5100500011.0

0011.0

08.450100/10010200

102002/120400

20400120007.1

2

2

cmAs

Ku

mkgMu

kgWu

Como es menor entonces se multiplica por 1.33 entonces el As= 7.3cm2 se usa acero de:

1/2 @0.15m

6. DISEÑO DEL TALON

talonokcmkg

puntaokcmkg

x

xx

x

2

12

2

11

22,1

/0.258.031.089.0

/0.220.131.089.0

360100

21475.320256

360100

475.32025

1.4 . . 1.7 / 1.7

1.4 1600 5.9 0.6 2400 1.7 0 5800 1.7

5372

talonWu Wsuelo x h P P zapata x S C x

Wu x x x x

Wu Kg

ACERO TRANSVERSAL PARA UN BUEN ACOMODO:

As = 6 cm2

ø1/2 = 1.27 cm2

S = 21.17 cm

Se utilizara ø1/2 @20cm

=3229.03

=1614.51

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W*L2

W*L2

12 24

W (kg/m) M1 (kg.m) M2 (kg.m)

5732 3229,03 1614,51

ACERO TRANSVERSAL PARA UN BUEN ACOMODO:

As = 6 cm2

ø1/2 = 1.27 cm2

S = 21.17 cm

Se utilizara ø1/2 @20cm

Para Mu = 3229.03 kg-m

2

min

3229.03

3229.03 100 /100 50 1.29

0.00034

:

0.0012

0.0012 50 100 6 2

Mu kg m

Ku

Usamos el aceromínimo

As cm

Se coloca un acero de 1/2 @0.20m

Para Mu = 3229.03 kg-m

2

min

1614.51

1614.51 100 /100 50 0.65

0.00017

:

0.0012

0.0012 50 100 6 2

Mu kg m

Ku

Usamos el aceromínimo

As cm

Se coloca un acero de 1/2 @0.20m

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