Especificaciones de muros de retención de mampostería naturalDescripción completa
Diseños de muros de gravedad y recomendacionesFull description
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Descripción: CONCRETO ARMADO
2.1.-Analisis de Muros de Contencion segun Normativa ACI-318-08 Los muros de contencion en voladizoson diseñados deacuerdo a especificaciones del capitulo 10 de diseño de elementos sometidos a flexion, con un refuerzo horizontal minimo que se dara a conocer. La verificacion a cortante debe cumplir con lo estipulado en seccion 11.9 del codigo. 2.1.1 Analisis por corte Se debera considerar que las fuerzas cortantes no deben sobrepasar el siguiente valor.
𝑉𝑛≤0.83∗√(�´� )∗ℎ∗�
Donde: h= espesor del muro d= 0.80*lw (para fuerzas cortantes horizontales, distancia de fibra en compresion a fibra en traccion, puede tomarse tambien en casos toda la distancia, cuando se realice un analisis de compatibilidad de deformaciones) A su vez el cortante que soporta el concreto no debera ser superior a: 𝑉𝑐 ≤0.17∗𝜆∗√(𝑓´𝑐)∗ℎ∗� (muros sometidos a carga axial)
𝑉𝑐≤0.17∗(1+0.29∗𝑁𝑢/𝐴𝑔)∗𝜆∗√(𝑓´𝑐)∗ℎ∗�
(sometidos a traccion axial)
Por lo tanto el cortante en los muros proporcionado por el concreto puede ser tomado de acuerdo a:
Nota. Solo tomar esta ecuacion si es positivo: Mu/Vu - Lw/2
Donde: lw = longitud total del muro Nu= Nomal ultima de diseño, positivo si es compresion, negativo si es traccion Mu = Momento ultimo de diseño Si Vu es menor que 0.50 φVc el refuerzo por cortante debera proporcionarse mediante:
𝑉�=𝐴𝑣∗𝑓𝑦∗�/� La cuantia horizontal para corte no debe ser inferior a 0.0025
El espaciamiento de refuerzo por cortante no debe exceder de 450mm , Lw/5, 3h.
La cuantia de refuerzo vertical de cortante no debe ser menor que la mayor de:
𝜌𝑙=0.0025+0.50∗(2.5−ℎ𝑤/𝑙𝑤)∗(𝜌𝑡−0.0025)
𝜌𝑙=0.0025+0.50∗(2.5−ℎ𝑤/𝑙𝑤)∗(𝜌𝑡−0.0025) Donde: lw = longitud total del muro hw = altura total del muro 2.1.2 Refuerzo minimo La cuantia minima para el refuerzo vertical �� es : * 0.0012 para barras corrugadas con fy no menor de 420 Mpa * 0.0015 para otras barras corrugadas * 0.0012 para refuerzo electrosoldado de alambre corrugado y liso La cuantia minima de refuerzo horizontal �t es: * 0.0020 para barras corrugadas con fy no menor de 420 Mpa * 0.0025 para otras barras corrugadas * 0.0020 para barras electrosoldadas de alambre corrugado o liso. Los muros con espesor mayor a 250mm deberan tener refuerzo en ambas caras en cada direccion y la separacion vertical no debera ser superior a 3 veces el espesor del muro ni mayor a 450mm. Los muros diseñados como elementos a compresion deberan ser diseñados como elementos columna. 2.1.3 Metodo empirico de Diseño se podra emplear este metodo solo cuando la resultante de todas las cargas mayoradas este localizada dentro del tercio central del espesor total del muro y se sqaatisfagan los requisitos de corte. La resistencia axial de diseño del muro debe calcularse mediante la expresion de:
𝜙𝑃𝑛=0.55∗𝜙∗𝑓´𝑐∗𝐴𝑔∗(1−((𝐾 𝑙𝑐)/(32 ℎ))^2 )
Donde : * El factor de reduccion se asume de secciones controladas por compresion * K debera obtener el valor de acuerdo a su composicion de arriostramiento: K=0.80 restringido contra la rotacion en uno o ambos extremos K=1.00 no restringido contra la rotacion en ambos extremos. K=2.00 para muros no asrriostrados para evitar el desplazamiento lateral. 2.1.4 Diseño alternativo para muros esbeltos El muro debe estar controlado por traccion (donde la cuantia transversal vertical debera ser inferior a 0.60*ρb )
2.1.4.1 Predimensionamiento del muro de sostenimientoante empujes de suelos Muro eje 2 El predimensionamiento se realiza de acuerdo a consideraciones de varios autores siendo las mismas a cumplir:
Donde de acuedo a parametros de la ubicación del proyecto a dar la solucion tenemos: La altura del muro a considerar es d 250 cm con un espesor inicial de 20 cm. c = 20 cm de donde: C = 20 cm H = 389 cm F = 45 cm B = 220 cm P = 60 cm T = 115 cm e = 45 cm
H=
P=
60
cm
F=
45 cm
T=
115 cm
389 cm
e = 45 cm B=
220 cm
Las dimensiones son las que se da en consideracion para un dimensionamiento del elementos, pero las mismas pueden ser modificadas si se realiza el analisis por deformaciones y control de corte. Como en el analisis de estructuras se realiza los diversos analisis del comportamiento de la estructura estas dimensiones son una base para que al realizar la modelacion se realice el calculo de manera rapida y efectiva
2.1.5 Datos para el diseño del muro de concreto armado según las cargas solicitadas. De la combinacion mas desfavorable para el elemento: Acciones ultimas:
a) Verificacion del espesor del muro Se considera un espesor del muro de 20 cm como parametro de partida por tanto se verificara si el mismo es capaz de soportar el corte actuante. d=0.80*lw=
0.80 m =
Vu=0.83∗√(𝑓´𝑐)*h*d
Vu ultimo ≤ Vu
586.5697 Kn
(Siendo Vu ultimo de analisis)
OK
b) Calcular Vc para el muro de concreto b.1 calculando segun Donde: h= d= lw=
Vc = -249.5465 kn Comprobando los cortantes del concreto y el actuante tenemos:Vc = Si:
Vc/2 < Vu NO NECESITA ESTRIBOS
Vs =
288.65
Kn
-169.65 KN
b.3 Calculo de los estribos de refuerzo
𝐴�/�𝑒𝑝=(𝑉𝑢 −ф∗𝑉𝑐)/(ф∗𝑓𝑦∗�) =
Usando acero
12
-0.0387 cm
Siendo
mm Separacion de
-58 cm
As = 2.26 cm2
b.4 Verificando la cuantia de los estribos segun la separacion
𝜌𝑡=𝐴�/𝐴𝑔=𝐴�/(ℎ∗�𝑒𝑝)
=
-0.00193 > 0.0025
NO PERMITIDO S/CODIGO
c) Diseño refuerzo vertical de acuerdo a cortante
𝜌𝑙=0.0025+0.50∗(2.5−ℎ𝑤/𝑙𝑤)∗(𝜌𝑡−0.0025)
=
0.005493
Por tanto se diseña el estribo vertical asumiendo dos varillas verticales de 10 mm con una As 1.58 cm2 Separacion = As / h*ρt = 14 cm Usar aceros de corte vertical de
10 mm cada
14 cm
d) Diseño del refuerzo vertical por flexion Se puede diseñar con abacos que propone el codigo pero tambien se puede realizar el diseño con el diagrama de Withney, por tal motivo realizaremos la 2da opcion que se acomoda de mejor manera a nuestros datos iniciales. Mu = ф*f´c*b*a* (d-a/2) Si: ф= 0.9 f´c= 21 Mpa = b = 0.20 m d = 0.80 m Mu = 20 Kn-m
21000
Kn/m2
fy =
420 Mpa
Resolviendo con lo datos proporcionados 20
Kn-m
=
1890 a^2
3780 -
3024 a
kn/m * a ( 0.80 m - 0.50 a ) +
20 .
=0
=
420000
kn/m2
Verificando la raiz cuadratica 8993376 Soporta el momento a1 = 159.335868 cm a2 = 0.66413236 cm Se toma el menor valor de a = 0.66 cm por lo tanto el acero necesario es: As = 0.627 cm2 Asmin= 5.12 cm2 Distribucion de Aceros:diametro
12 mm cada/
16.0
*RESUMEN DE ARMADO DEL MURO DE CONTENCION ф 12 C / 16.0 cm ф 12 C /
ф 10 C /
14.38 cm
cm
-58 cm
ф
12 C /
16 cm
Segun SAP2000 Aceros longitudinales As = 6.6 cm2 Direccion 1-1 Usar Usar
10 mm cada 10 mm cada
12 cm 14 cm
sap2000 Manual
Aceros transversales As = 8.1 cm2 Direccion 2-2 Usar Usar
Aceros direccion 1-1
Aceros direccion 2-2
12 mm cada 12 mm cada
14 cm 16 cm
Sap2000 Manual
Por lo tanto se utilizaran la disposicion de aceros de: Aceros longitudinales
