INFORME DE DISEÑO ESTRUCTURAL
CLIENTE: XXX
PROYECTO: XXX.
ING. JHON FREDY CAJICA SALAZAR ESPECIAL ESPECIALISTA ISTA EN ESTRUCTURAS MP. 01313-10597 CPITVC
BOGOTA D.C., NOVIEMBRE DE 2017
ING.JHON CAJICÁ, CEL:3204183797
Rev.
Fecha
Descripc ión de revisión
2
Elaboró
Revisó
Aprobó
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TABLA DE CONTENIDO
1
GENERALIDADES ........................................................................................... 4
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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.................................................................... 4
3
CODIGOS Y NORMAS ..................................................................................... 5
4
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ......................................................... 5
5
PARAMETROS GEOTECNICOS Y SISMICOS ............................................... 5
6
CONDICIONES DE CARGA ............................................................................ 6
6.1 6.2
CARGAS VERTICALES .................................................................................... 6 CARGAS HORIZONTALES ................................................................................ 7
7
ESTADOS LIMITES Y COMBINACIONES DE CARGA .................................. 9
8
CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS ............................................ 10
8.1 8.2 8.3 9
VUELCO ALREDEDOR DEL PUNTO “A” ............................................................ 10 DESLIZAMIENTO EN LA BASE DEL MURO ......................................................... 11 PRESIONES ACTUANTES EN LA BASE DEL MURO ............................................. 12
DISEÑO ESTRUCTURAL .............................................................................. 12
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 10
ACERO POR FLEXIÓN ................................................................................... 12 CANTIDAD DE ACERO MÁXIMA (ASMAX) ........................................................... 13 CANTIDAD DE ACERO MÍNIMA (ASMIN)............................................................. 13 CANTIDAD DE ACERO POR TEMPERATURA (ASTEMP) ......................................... 13 REVISIÓN DE FISURACIÓN POR DISTRIBUCIÓN DE ARMADURA .......................... 13 REVISIÓN POR CORTANTE ............................................................................ 14 ANEXOS ..................................................................................................... 16
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GENERALIDADES
En el presente informe se presenta el diseño estructural de tres tipos de muros de contención de diferentes alturas a manera de descripción del procedimiento bajo normativa colombiana para el proyecto: XXX. 2
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Según la información de las memorias y planos entregados, las estructuras que se proyectan construir consisten básicamente en:
Muro de contención en concreto reforzado de aproximadamente ochenta y cinco (85m) de longitud de diferentes alturas.
Figura 1. Sección tr ansversal mu ro.
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CODIGOS Y NORMAS
El diseño estructural de las obras en mención en mención se realiza siguiendo los requisitos exigidos en las siguientes normas colombianas:
NORMA COLOMBIANA DE DISEÑO DE PUENTES 2014 (CCP-14) REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCION SISMORESISTENTE (NSR-10)
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PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las características de los materiales empleados en las modelaciones y en el diseño se resumen a continuación: Concreto - Muro f´c=210 kgf/cm 2 (21 MPa) - Módulo de elasticidad E = 4700√ f ′ c = 23025 Mpa Acero de refuerzo - NTC 2289 (ASTM A706, fy=4200 kgf/cm 2) Relleno - Material granular: Peso especifico 18 kN/m 3, Angulo de friccion 30° 5
PARAMETROS GEOTECNICOS Y SISMICOS
El estudio de suelos fue realizado por el ingeniero xxx y el resumen de los resultados se presenta a continuación: Capacidad portante:
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Profundidad de cimentación:
Parámetros sísmicos: Perfil de suelo E PGA 0.25 Fpga 1.45
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CONDICIONES DE CARGA
Las condiciones de carga empleadas en el modelo se resumen a continuación. 6.1 Cargas vertic ales
Peso propio del muro (DC)
Corresponde al peso propio de los elementos, teniendo en cuenta las secciones y los materiales del muro.
Peso propio del relleno (EV)
Corresponde al peso propio del material granular del relleno, teniendo en cuenta el peso específico del mismo.
Sobrecarga por carga viva en el relleno (LSy)
Corresponde al peso del relleno por una altura equivalente sobre la corono del muro. = ∗ ∗ Altura equivalente de relleno por sobrecarga:
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6.2 Cargas hor izontales
Calculo del coeficiente de empuje activo art.3.11.5.3 CCP-14:
Sobrecarga por carga viva en el relleno (LSx)
Corresponde al peso del relleno por una altura equivalente sobre la corono del muro. = ∗ ∗ ∗ 7
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Presión lateral del relleno (EH)
Corresponde al peso propio del material granular del relleno, teniendo en cuenta el peso específico del mismo. = ∗ ∗ ∗
Cargas sísmicas (EQ)
Presión estática del relleno más su efecto dinámico (P AE) Coeficiente de presión sísmica activa del relleno art.11.3.1 CCP-14
= ∗ ∗ ∗ Acción sísmica del relleno (EQt)
= − Fuerza inercial del muro (P IR)
= ( + ) + =
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Efecto combinado de P AE y PIR De acuerdo al art.11.6.5.1 CCP-14, se debe tomar el resultado más conservador de: +. (. > ) +
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ESTADOS LIMITES Y COMBINACIONES DE CARGA
Figura 2. Esquema de cargas en el mur o.
Tomamos en cuenta los estados límites de Resistencia I y Evento Extremo I aplicables en este caso y con un valor n=n DnRnI=1 Para el chequeo de estabilidad al vuelco y deslizamiento observando en el gráfico las cargas actuantes, utilizamos los factores γ máxim os para las cargas horizontales (desestabilizadoras) que generan vuelco alrededor del punto A y deslizamiento en la base (LSx, EH, EQ ) y los factores de carga γ mínim os en las cargas verticales que generan estabilidad (DC, EV, LSy) para de esta manera
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maximizar las condiciones críticas de vuelco y deslizamiento en la estructura. Este caso será denominado Ia. Para el chequeo de presiones en la base empleamos l os factores γ máximos en cargas verticales y horizontales para maximizar efectos. A este caso lo denominaremos Ib. El chequeo de agrietamiento por distribución de armadura en la pantalla se realizará para el estado límite de Servicio I. Factores de carga utilizados Estado Limite
ϒDC ϒEV ϒLSy ϒLSx ϒEH ϒEQ
Aplicación
Resistencia Ia
0.90 1.00 0.00 1.75 1.50 0.00 Deslizamiento, vuelco
Resistencia Ib
1.25 1.35 1.75 1.75 1.50 0.00 Presiones y resistencia
Evento Extremo Ia 0.90 1.00 0.00 0.50 1.50 1.00 Deslizamiento, vuelco Evento Extremo Ib 1.25 1.35 0.50 0.50 1.50 1.00 Presiones y resistencia Servicio I
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1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.00
Agrietamiento
CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS
8.1 Vuelco alrededor del punto “A”
Calculo de la excentricidad máxima (e max):
Estado límite de Resistencia (CCP-14, Art. 11.6.3.3):
Se debe mantener la resultante en la base del cimiento dentro de los dos tercios centrales (e ≤ B/3), excepto el caso de suelo rocoso en que se mantendrá en los 9/10 centrales (e≤0.45B).
Estado límite de Evento Extremo (CCP-14, Art. 11.6.5.1):
Cuando γ EQ=0, se debe mantener la resultante en la base del cimiento dentro de los 2/3 centrales del cimient o para cualquier suelo (e ≤ B/3). Cuando γ EQ=1,
mantener la resultante dentro de los 8/10 centrales del cimiento para cualquier suelo (e≤2/5B).
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Para valores de γ EQ entre 0 y 1.0, interpolar linealmente entre los valores especificados. En nuestro caso, utilizando γ EQ=0.5, la interpolación señala el límite e ≤ (11/30) B.
8.2 Deslizamiento en la base del mur o
La resistencia al deslizamiento de calcula con base a (CCP-14, art. 10.6.3.4):
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8.3 Presiones actuantes en la base del muro
Se debe verificar que no se sobrepase la capacidad portante ultima o admisible del suelo de cimentación para cada uno de los estados límites:
Estado límite de resistencia, con
=0.55 (CCP-14, tabla 11.5.7-1)
= ∅ ∗ ( . ∗ ) ( − , . . . . . − ) Estado límite de evento extremo, con Фb=1.00 (CCP-14, art. 11.5.8)
Фb
= ∅ ∗ ( . ∗ ) (CCP − 14, ecu.10.6.3.1.1 − 1)
Estado límite de servicio, 9
DISEÑO ESTRUCTURAL
9.1 Acero por flexión
El acero de refuerzo principal necesario para la cara interior de la pantalla y la parte superior del talón e inferior de la punta se calcula con la formula general de flexión:
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9.2 Cantid ad de acero máxima (As max )
Según el artículo 5.7.3.3.1 de CCP-14 este límite se ha eliminado. 9.3 Cantid ad de acero mínima (As min )
Según el artículo 5.7.3.3.2 de CCP-14 la cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menor valor del momento de agrietamiento (Mcr) y el momento ultimo mayorado (1.33 Mu). 9.4 Cantid ad de acero por temperatura (As temp )
Según el artículo 5.10.8 de CCP-14 se debe proporcionar acero para los esfuerzos causados por retracción y temperatura cerca de las superficies de concreto expuestas a variaciones diarias de temperatura y en el concreto masivo estructural. Para barras o malla electro soldada, el área de refuerzo por metro, en cada cara y en cada dirección:
9.5 Revisión de fisuración por distrib ución de armadura
Según el artículo 5.7.3.4 de CCP-14 el espaciamiento del refuerzo de acero dulce en la capa más cercana a la cara de tracción debe satisfacer la siguiente ecuación: 13
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9.6 Revisión por cor tante
Típicamente el cortante no cortante no gobierna el diseño de un muro de contención, pero con fines de realizar el diseño más óptimo se realiza el chequeo en la base de la pantalla, y en la cara de la pantalla para el talón y la punta. Según el artículo 5.8.2.1 de CCP-14 la resistencia mayorada de fuerza cortante se puede tomar de las siguientes ecuaciones:
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10 ANEXOS
Memoria de cálculo muro H=1.5m Memoria de cálculo muro H=3.0m Memoria de cálculo muro H=6.0m
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