Diseño de Geomuros

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GEOTECNIA

CONCURSO DE GEOMUROS (VI ECID 2018) PROYECTO: “DISEÑO DE MURO ARMADO” INTEGRANTES:

GRUPO N°03 ANCHELIA POMALIA, GEORGES SLEYTER BEDON HUETE, Manuel QUISPE TINTAYA, MIJAEL EDISON RODAS GUIZADO, FROILAN

LIMA, PERÚ JUNIO, 2018

20140082D 20140042B 20142020F 20144022F

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ESTRUCTURAS DEPARTAMENTO

1. DETALLE DE LA DISTRIBUCION DE LOS REFUERZOS La distribución de los refuerzos de papel kraf se muestra en la ilustración 1, la cual está conformada por 5 filas paralelas distanciadas a 3, 9, 17, 25 y 33 cm de la parte superior del paramento (cartulina de 180 gr), gr), la cantidad de refuerzo y su longitud por cada fila se muestra en el Cuadro 1. FILA 1 2 3 4 5

CANTIDAD LONGITUD (cm) 5 35 5 35 4 35 3 25 2 25

Ilustración 1: Distribución Distribución de los refuerzos

2. DETALLE DE LA GEOMETRIA DE LOS REFUERZOS La geometría de los refuerzos se detalla en la ilustración 2, los refuerzos están conformados por 14 elementos de 2cm x 35cm y 5 elementos de 2cm x 25cm.

2


Ilustración 2: Geometría de los refuerzos

3. PESO DE LOS REFUERZOS Para determinar el peso del refuerzo utilizado se calcula el área total del refuerzo utilizado y será multiplicado por el peso por cm2 del papel Kraf.

3


Sectores Área (cm2) A1 350 A2 350 A3 280 A4 150 A5 100 Área total 1230

Peso del papel Craft Densidad 0.0052 g/cm2 Peso 6.39 gr

4. PROPIEDADES DEL RELLENO

Las propiedades del relleno que necesitamos son.

-

Ángulo de fricción interna Peso específico seco

Para la obtención de estas propiedades nos basamos en los siguientes ensayos

Ángulo de fricción interna ( Φ) Para determinar este parámetro utilizamos el Ensayo de Corte Directo, con el cual se determina la resistencia al corte del material y por ende se obtiene el ángulo de fricción interna (Φ), teóricamente no se debe de obtener cohesión por ser una arena. Para tener más información del procedimiento del ensayo revisar la Norma: MTC E 123 – 2000. 2000. CORTE DIRECTO Φ

C

31 0

Peso específico del material de relleno (γd) El peso del material que usaremos para la construcción del GEOMURO será parcialmente compactado, es por esta razón que el peso específico del material lo determinaremos utilizando los materiales del Proctor Modificado, modificando el número de golpes y condición del material (seco) para ajustar el resultado a los procedimientos que se harán en el concurso. MATERIALES:

4


-

Recipiente del Proctor. (Volumen =2118.7 cm3, Peso = 4930 gr) Martillo compactador Balanza aproximación al gramo Material de relleno

PROCEDIMIENTO Compactar el material en 5 capas hasta llenar el recipiente, utilizando el martillo compactador, con 25 golpes por capa. Luego de terminar con la compactación se enraza la superficie, llenando por completo el recipiente. Se pesa el recipiente lleno y luego se obtiene el peso específico del material. Peso del molde + suelo compactado (gr) Peso del molde (gr) Peso suelo compactado (gr) Volumen del molde (cm3) Densidad natural (gr/cm3) Densidad natural (kg/m3)

8002.115 4930 3072.115 2118.7 1.45 1450

5. ANÁLISIS DEL SISTEMA Análisis de las presiones del muro

5


Dimensiones internas de la caja Ancho 0.45 m Largo 0.66 m Alto 0.45 m

Dimensiones del paramento Ancho 0.45 m Alto 0.43 m

6


Ø C C γ

Propiedades de la área 31.00 ° 32.68 kPa 3.33 kg/m2 1450.00 kg/m3

Cálculo de las presiones: ∅  = (tan( (tan(45 + ) 2 Presión activa Ka

0.320

Presión por peso propio: 1 =  × ℎ   (0.45) (0.45) Z(m) 0 0.03 0.06 0.09 0.13 0.16

Pa (kg/m) 0.00 6.27 12.53 18.80 27.15 33.42

7


0.19 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43

39.68 43.86 50.13 56.39 60.57 66.84 73.10 79.37 85.63 89.81

Presión ejercida por el balde de 50 lb  =  =

′ +

(  ≤ 2 )



′   +  + ′

(  > 2 )

Peso de carga en Balde P 25.00 kg Diámetro 0.30 m qs 277.78 kg/m2 b’ 0.10 m a’ 0.30 m

Z(m) 0 0.03

Balde(kg/m) 125.00 113.64

8


0.06 0.09 0.13 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43

104.17 96.15 87.21 81.52 76.53 74.02 71.89 69.88 68.61 66.77 65.04 63.39 61.82 60.82

Presión ejercida por la palanca:

∗=

 ∗  2 ∗ ∗  =  2 3

=

P M D L W

3 ∗  ∗  

Presión por palanca 20.00 kg 7.20 kg-m 0.34 m 0.45 m 111.27 Kg/m

9


Z(m) 0 0.03 0.06 0.09 0.13 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43

Palanca(kg/m) 111.27 103.51 95.74 87.98 77.63 69.87 62.10 56.93 49.17 41.40 36.23 28.46 20.70 12.94 5.18 0.00

Resumen de la presión en función de la profundidad Z(m) 0 0.03 0.06 0.09 0.13 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43

Pa (kg/m) 0.00 6.27 12.53 18.80 27.15 33.42 39.68 43.86 50.13 56.39 60.57 66.84 73.10 79.37 85.63 89.81

Balde(kg/m) 125.00 113.64 104.17 96.15 87.21 81.52 76.53 74.02 71.89 69.88 68.61 66.77 65.04 63.39 61.82 60.82

Palanca(kg/m) Presión total(kg/m) 116.83 241.83 108.68 228.59 100.53 217.23 92.38 207.33 81.51 195.87 73.36 188.30 65.21 181.42 59.78 177.66 51.62 173.65 43.47 169.75 38.04 167.22 29.89 163.50 21.74 159.88 13.59 156.34 5.43 152.89 0.00 150.63

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ANÁLISIS DE DE PRESIONES Presión (kg/m)

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

0 0.03 0.06 0.09 0.13 ) m0.16 ( Z 0.19 d a 0.21 d i d 0.24 n u 0.27 f o r P 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.43 Presión Ac Activa

Presión del ba balde

Presión por palanca

Presión resultante

Justificación de la longitud de las tiras Longitud dentro de la zona de falla de Rankine z (m) lr(m) Ltotal(m) 0.06 0.21 0.35 0.13 0.17 0.35 0.21 0.12 0.35 0.29 0.08 0.25 0.43 0.00 0.25

Propiedades del papel craft Resistencia 0.05 kg/cm Fricción 0.3

Cálculo de las fuerzas actuantes

Para ello se define cinco sectores (A1, A2, A3, A4 y A5), a partir de los puntos medios entre las líneas de los refuerzos.

11


Teniendo las presiones actuantes en cada sector, se determina las fuerzas actuantes en la dirección de las tiras. Sectores A1 A2 A3 A4 A5

Ancho (m) 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45

ΔH (m)

0.06 0.07 0.08 0.08 0.14

z (m) 0.06 0.13 0.21 0.29 0.43

Área (m2) 0.027 0.032 0.036 0.036 0.063

Presión (kg/m) 13.772 14.459 14.941 13.795 22.249

Fuerza (kg) 0.826 1.012 1.195 1.104 3.115

Cálculo de las fuerzas resistentes

Para ello se va a considerar la fuerza resistente a la fricción entre las tiras y el relleno ó =  ∗   = Á      ×  ×  Sectores A1 A2

Cantidad 5 5

Longitud (m) 0.35 0.35

Ancho (m) 0.02 0.02

Área (m2) 0.007 0.007

Normal (kg) Fricción (kg) 0.609 1.827 1.3195 3.9585

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A3 A4 A5

4 3 2

0.35 0.25 0.25

0.02 0.02 0.02

0.007 0.005 0.005

2.1315 2.1025 3.1175

5.1156 3.7845 3.741

Cálculo del peso del papel craft usado: Sectores Área (m2) A1 0.035 A2 0.035 A3 0.028 A4 0.015 A5 0.01 Área total 0.123

Peso del papel Craft Densidad 5 mg/cm2 Peso 6.15 gr

Resumen de la fuerzas actuantes y resistentes para cada sector Sector A1 A2 A3 A4 A5

0.06 0.13 0.21 0.29 0.43

Actuante 0.826 1.012 1.195 1.104 3.115

Resistente 1.827 3.959 5.116 3.785 3.741

Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple

FS 2.21 3.91 4.28 3.43 1.20

Total

7.252

18.427

Cumple

2.54 2 .54

ΔH (Acum)

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FUERZAS ACTUANTE VS RESISTENTE (kg) Fuerza (kg)

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0.06 0.13

s e r o 0.21 t c e S

0.29 0.43 Fue uerz rzaa Act Actua uant ntee

Fue uerz rzaa Res Resis iste tent ntee

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