HOJA DE CALCULO PARA DISEÑAR MURO DE CONTENCIÓN CON LA NORMA 2013
Descripción completa
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Muro de contencion
Descripción: muro de contencion
MURO DE CONTENCION DE VOLADIZO EN SAP..
Metrados de Muro de Contencion
diseño de muro de contencionDescripción completa
Full description
DISEÑO DE MUROS DE CONTENCION POR GRAVEDAD PARTE TEORICA PRESION LATERAL DE TIERRAS Las presiones reales que se presentan detrás de los muros de contencion son muy dificiles de estimar, debido a variantes como: -Los tipos de Materiales de Relleno -Compactacion y Grado de Humedad del relleno -Los tipos de Materiales debajo de la Cimentación del Muro -La presencia ó ausencia de Sobrecarga en el Relleno La presión ejercida contra el muro aumenta con la profundidad y puede estimarse con la siguiente expresión:
Ph
C . h
Donde: ɣ = Peso unitario del suelo
h= Distancia de la superficie al punto considerado C= Constante que que depende de las caracteristicas caracteristicas del relleno relleno
Eah Eph Donde: Eah= Empuje activo horizontal Eph= Empuje pasivo horizontal δ= Angulo de inclinacion del Talud
De acuerdo con Rankine el coeficiente de friccion activa de tierra es:
Ca
c o s
co s c o s
cos
2
cos
2
cos
2
cos
2
Y el coeficiente de fricción pasiva de tierra es:
C p
co s
c o s
c o s
cos
2
cos
2
cos
2
cos
2
Cuando el relleno es horizontal: δ=0
Las formulas se simplifican asi: Coeficiente Activo Horizontal:
Coeficiente Pasivo Horizontal:
C ah
1 sen 1 sen
C ph
1 sen 1 sen
δ= Angulo entre la superficie del suelo y horizontal ϕ= Angulo de friccion del suelo de relleno(se obtiene con el ensayo de
compresion triaxial/angulo de corte directo) Luego tenemos:
Cph' ϒ h'
Cah ϒ h
Una vez determinados los valores Cah y Cph las presiones o empujes horizontales pueden calcularse como si fueran iguales a las áreas de los diagramas de presiones triangulares: Eah
Eah
E ph
1 Ca . .h h 2
1 2
Ca . .h2 1 2
Cp . . h '
2
Empuje activo
Empuje pasivo
Para el caso que se diseñe el muro con una sobrecarga tendremos:
s h''
h ''
S
h
Eah y
Cah . .(h h '')
Por tanto la presion de tierra con sobrecarga se puede determinar con la expresión: Eah
1 2
Cah . .h(h 2h '''')
Y la posicion de la resultante: Y
3hh '' 3(h 2h '') h2
Bases para el diseño estructural
El diseño estructural de un muro de contencion debe basarse en cargas mayoradas que reconoscan la posibilidad de un incremento con respecto a las cargas de servicio. A continuacion el resumen de los coeficientes de carga del ACI relacionados con el diseño estructural de muros de contencion: 1. La resistencia a la presión lateral de tierra H se incluye en el diseño, junto con las cargas muertas D y viva L, la resistencia requerida debe ser al menos igual a: U= 1.4D + 1.7L + 1.7H
2. Cuando D ó L reduzcan el efecto de H, la resistencia exigida U debe ser por lo menos igual a: U= 0.9 D + 1.7 H 3. Para cualquier combinación D, L y H, la resistencia requerida no debe ser menor que: U= 1.4D + 1.7L
DIMENSIONAMIENTO DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONTENCION Para diseñar muros de contencion, de inicio se debe suponer algunas de las dimensiones o una geometria transversal, transversal, que permita revisar las secciones de prueba de los l os muros por estabilidad. A continuación se presentan proporciones generales de diferentes componentes de muros de contención, utilizados para las revisiones iniciales:
>= 0.30m. Corona
>=0.02 Cuerpo
H >=0.60m. 0.12-.17H Estrato firme
Punta
Talon
0.12-0.17H
0.5-0.7H F I G . MU MUR O A G R A V E D A D
>= 0.30m. Corona
>=0.02 H >=0.60m. Estrato firme
0.1H 0.1H
0.1H
0.5-0.7H FIG. MURO EN V OLADIZ OLADIZO O
DISEÑO DE MUROS A GRAVEDAD EJERCICIO
Diseñar un muro a gravedad para salvar un desnivel de 2.80 m. si la profundidad de cimentacion es de 0.70 m. y la capacidad admisible es de 10 tn/m2. El suelo esta constituido por una arcilla arenosa con un coeficiente de fricción de 0.50. Como material de relleno se utilizara una arena de peso especifico de 1.80 t/m3 con un ángulo de fricción de 30°. SOLUCION
1. PREDISEÑO
0.30
B= H= h'=
1.50 m 2.80 m 0.70 m 1.80 1.80 t/m3 t/m3 10 t/m2
Ɣ=
qadm=
Peso
Especifico H
0.40
0.40
h' 0.40
0.70
B
2. CALCULO DE PESOS PESOS Y MOMENTO ESTABILIZADOR ESTABILIZADOR 0.30
0.40
0.40
W4
2.80
W2
W5 W3
0.40 0.70 0.40
O
W1 GRAF. CALCULO DE PESOS
fact. Geom
b(m)
h(m)
1 1 0.5 0.5 1
1.5 0.3 0.4 0.4 0.4
0.4 2.4 2.4 2.4 2.4
W mat (t/m3) 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8
brazo (m) 0.75 0.55 0.83 0.97 1.3
W(t)
Ʃw
1.38 1.66 1.10 0.86 1.73 6.73
Ʃmom
Mom (t.m) 1.035 0.911 0.916 0.838 2.246 5.947
2. CALCULO DE EMPUJES
C ah
1 sen 1 sen
Cah= Coeficien Coeficiente te activo horizontal horizontal ϕ= Ángulo de friccion del suelo de Relleno ϕ= 30 Cah= 0.333 C ph
1 sen 1 sen
Cph= Coeficien Coeficiente te pasivo horizontal horizontal ϕ= Ángulo de friccion del suelo de Relleno ϕ= 30 Cph= 3.000 EMPUJE ACTIVO: Eah
EMPUJE ACTIVO:
1 2
Ca . .h 2
Cah= Ɣ=
H= Eah=
E ph
0.333 1.80 2.80
t/m3 m
2.35
t/m
1 2
Cp . . h '
h'=
0.70
m
Eph=
1.323
t/m
2
3. SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO VOLCAMIENTO FSV 2
Me= ƩMom Mv= Eah * H/3
Me Mv
5.947 2.195 FSV=
2
4. SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO FSD
ƩV=
ƩW =
Factor de f= fricción/dato o tabla
Fr
Ep
Fd
6.73 0.50
f(
V ) Ep Fd
≤
2.71
OK
Empuje pasivo Empuje ƩFd= activo Ep=
1.323 2.35 FSD=
2.0
ok
4. SEGURIDAD ANTE FALLA POR CAPACIDAD DE CARGA Calculo de la excentricidad : e
Me= Mv= ƩV=
B
2
Me Mv
V
5.947 2.195 6.73
Reemplazando Valores: e= 0.193 B/6=
0.25
e
<
0.25
OK
El peso resultante debe estar en el tercio medio de la base, sino ocurre esto entonces el suelo trabajaria a traccion por un lado, eso no esta bien por que el suelo solo trabaja a compresion Hallando el qmax (esfuerzo admisible) del suelo: qmax
V 1 6e B
B
Reemplazando valores: qmax 7.95 Hallando el qmin (esfuerzo admisible) del suelo: qmin
