Memoria de Calculo Instalaciones Sanitarias – Unidad Educativa Curva Memoria de Cálculo Estructural DISEÑO ESTRUCTURAL MURO DE CONTENCION Ing. Eliseo Jahdiel Villafuerte Oporto – R.N.I. 29692 Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION “DISEÑO ESTRUCTURAL MURO DE CONTENCION” 1. INTRODUCCION 1.1. Ubicación del Proyecto El proyecto en estudio se encuentra ubicado de acuerdo a la información proporcionada en la Tabla N° 1: Tabla 1 – Ubicación del Proyecto Nombre del Proyecto: Departamento: Provincia: Municipio: Dirección: MURO DE CONTENCION La Paz Murillo Nuestra señora de La Paz MALLASILLA Fuente: Elaboración Propia 2. SITUACION ACTUAL DEL PROBLEMA Las viviendas de la urbanización se vieron afectadas por la construcción de un muro de gaviones y el posterior nivelado de terreno sin tomar en cuenta los daños y perjuicios que estos causarían en las construcciones vecinas, ya que el nivel de tierras nivelado esta por encima del nivel de construcción de las viviendas vecinas y la construcción del muro de gaviones y el relleno de tierra es posterior a la ejecución de las viviendas por lo que debieron haberse tomado la medidas necesarias para evitar daños a la propiedad privada. Relleno a nivel de coronación de muro Muro de contención tipo gavión Presencia de zonas húmedas en muro de ladrillo Imagen 1: Identificación del problema Fuente: Elaboración Propia Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION La construcción en estudio se encuentra en las coordenadas siguientes, dentro de la zona 19K: Latitud Longitud Ubicación de los predios -16.563627 -68.105844 3. PROBLEMAS ENCONTRADOS Imagen 2: Ubicación de la construcción Fuente: planos arquitectónicos En la imagen N°2 se puede apreciar la disposición constructiva de los muros de gavión que el vecino ejecuto para realizar la nivelación de su terreno, como se observa, dicho muro abarca todo el lindero con el vecino afectando así a todas las viviendas que comparten ese perímetro. 4. CONSIDERACIONES GENERALES De conformidad con la normativa vigente, y con el fin de garantizar la seguridad de las personas, la estructura a ser diseñada está formada por un muro de contención de hormigón armado de espesor 0.2 m para dar mayor rigidez al sistema estructural. Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Todo el sistema estructural está apoyado en un sistema de fundación el cual deberá ser verificado con las nuevas cargas presentadas en el informe de cálculo. 5. NORMATIVAS DE CALCULO 5.1. ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO De acuerdo al reglamento del colegio de ingenieros civiles, el cálculo estructural de toda obra civil basada en hormigón armado deberá basarse en descripciones de la Norma Boliviana del Hormigón Armado CBH-87. 6. MATERIALES 6.1. Valores característicos HORMIGÓN H-21: Resistencia característica Resistencia de diseño Módulo de elasticidad Peso volumétrico Coeficiente de Poisson fck = fcd = E = = μ = 210 140 2.5E6 2.50 0.20 Kg/cm2 Kg/cm2 T/m2 T/m3 ACERO DE REFUERZO PARA HORMIGÓN: Resistencia característica flexion Resistencia de diseño Resistencia característica corte fyk = 5000 fyd = 4347 fyk = 4130 Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2 HORMIGÓN “CBH-87”: Coeficiente de mayoración de peso propio f = 1.35 Coeficiente de mayoración de carga muerta f = 1.35 Coeficiente de mayoración de carga viva f = 1.50 Coeficiente de mayoración de acciones viento f = 1.35 COEFICIENTES DE MINORACIÓN: Coeficiente de minoración del acero s = 1.15 Coeficiente de minoración del hormigón c = 1.50 Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO: Para el diseño de las fundaciones no se tiene datos de la capacidad portante presente en el lugar de emplazamiento del muro por lo que se tomara un valor coherente al tipo de suelo encontrado en la inspección a campo el cual corresponde a qa=1 [kg/cm2]; dicho valor deberá ser verificado en campo antes de realizar las fundaciones para tener certeza de la capacidad portante del terreno in situ. 7. CONVENCION DE SIGNOS: VIGAS Y COLUMNAS LOSAS Y MUROS Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION 8. ACCIONES 8.1. Clasificación de las acciones Las acciones a considerar en el proyecto de una estructura o elemento estructural serán las establecidas por la reglamentación específica vigente. Las acciones se pueden clasificar según su naturaleza en acciones directas (cargas) e indirectas (deformaciones impuestas). Las acciones se pueden clasificar por su variación en el tiempo en Acciones Permanentes (G), Acciones Permanentes de Valor no Constante (G*), Acciones Variables (Q) y Acciones Accidentales (A). Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION 8.2. DESCRIPCION DEL TERRENO Referencias Cota superior 1 - Arcilla semidura 0.00 m Descripción Densidad aparente: 2.00 kg/dm³ Activo trasdós: 0.53 Densidad sumergida: 0.95 kg/dm³ Pasivo intrados: 1.89 Ángulo rozamiento interno: 18.00 grados Cohesión: 1.00 t/m² 8.3. SECCIÓN VERTICAL DEL TERRENO 8.4. GEOMETRÍA MURO Altura: 2.50 m Espesor superior: 25.0 cm Espesor inferior: 25.0 cm ZAPATA CORRIDA Sin puntera Altura: 35 cm Vuelo en el trasdós: 55.0 cm Hormigón de limpieza: 10 cm 8.5. Coeficientes de empuje ESQUEMA DE LAS FASES Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Referencias Nombre Fase 1 Fase Descripción SIN nivel freático trasdós hasta la cota: -3.50 m SIN nivel freático intradós hasta la cota: -3.50 m Se deberá impedir la generación de empuje hidrostático en el trasdos por lo que se deberá colocar una capa filtrante en la cara interna del muro para garantizar el flujo de agua hacia la tubería perforada a colocar en la base del muro, de esa manera garantizar el completo drenaje del muro. 8.6. EMPUJES GENERADOS CARGA PERMANENTE Y EMPUJE DE TIERRAS CON SOBRECARGAS Cota (m) Ley de axiles (t/m) Ley de cortantes (t/m) Ley de momento flector (t·m/m) Ley de empujes (t/m²) Presión hidrostática (t/m²) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.24 0.15 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.49 0.31 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.74 0.46 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.99 0.62 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.24 0.78 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.49 0.93 0.03 0.00 0.25 0.00 -1.74 1.09 0.13 0.02 0.52 0.00 -1.99 1.24 0.29 0.07 0.78 0.00 -2.24 1.40 0.52 0.17 1.04 0.00 -2.49 1.56 0.81 0.33 1.31 0.00 1.56 Cota: -2.50 m 0.82 Cota: -2.50 m 0.34 1.32 Cota: -2.50 m Cota: -2.50 m 0.00 Cota: 0.00 m Máximo s Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Cota (m) Ley de axiles (t/m) Ley de cortantes (t/m) Mínimos 0.00 Cota: 0.00 m 0.00 Cota: 0.00 m Ley de momento flector (t·m/m) 0.00 Cota: 0.00 m Ley de empujes (t/m²) 0.00 Cota: 0.00 m Presión hidrostática (t/m²) 0.00 Cota: 0.00 m CARGA PERMANENTE Y EMPUJE DE TIERRAS Cota (m) Ley de axiles (t/m) Ley de cortantes (t/m) Ley de momento flector (t·m/m) Ley de empujes (t/m²) Presión hidrostática (t/m²) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.24 0.15 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.49 0.31 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.74 0.46 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.99 0.62 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.24 0.78 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.49 0.93 0.01 0.00 0.12 0.00 -1.74 1.09 0.07 0.01 0.38 0.00 -1.99 1.24 0.20 0.04 0.65 0.00 -2.24 1.40 0.39 0.11 0.91 0.00 -2.49 0.24 1.18 0.00 0.25 1.19 Cota: -2.50 m Cota: -2.50 m 0.00 Cota: 0.00 m 1.56 0.65 Máximo s 1.56 Cota: -2.50 m 0.67 Cota: -2.50 m Mínimos 0.00 Cota: 0.00 m 0.00 Cota: 0.00 m 0.00 Cota: 0.00 m 0.00 Cota: 0.00 m 0.00 Cota: 0.00 m Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Correspondiente al volumen de tierra que tendrá que soportar sin deformar. 9. COMBINACIONES DE CARGAS A) ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO COMBSERV = 1.00 PP + 1.00 CP + 1.00 CV B) ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS HORMIGÓN ARMADO (CBH-87) E.L.S. = 1.00 PP + 1.00 CM + 1.00 CV E.L.U. = 1.35 PP + 1.35 CM + 1.50 CV ENV = UDCON (1:3) 10. RESULTADOS 10.1. CIRCULO PROBABLE DE FALLA Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION VERIFICACION DEL CIRCULO MAS PROBABLE DE FALLA Referencia: Comprobaciones de estabilidad (Círculo de deslizamiento pésimo): MURO Comprobación Valores Estado Círculo de deslizamiento pésimo: Combinaciones sin sismo: - Fase: Coordenadas del centro del círculo (-0.23 m ; 0.60 m) - Radio: 3.60 m: Valor introducido por el usuario. Mínimo: 1.8 Calculado: 1.848 Cumple Se cumplen todas las comprobaciones Se puede apreciar que presenta un factor de seguridad de fallo al deslizamiento de 1.848 mayor al valor requerido. 10.2. DESCRIPCIÓN DEL ARMADO CORONACIÓN Armado superior: 2Ø12 Anclaje intrados / trasdós: 16 / 15 cm TRAMOS Núm. 1 Intrados Vertical Ø10c/30 Empalme: 0.35 m Trasdós Horizontal Ø8c/20 Vertical Ø12c/25 Empalme: 0.7 m Horizontal Ø8c/20 Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION ZAPATA Armado Longitudinal Transversal Superior Ø12c/30 Ø12c/25 Inferior Ø12c/30 Patilla Intrados / Trasdós: 9 / - cm Ø12c/30 Patilla intrados / trasdós: 9 / - cm Longitud de pata en arranque: 30 cm Referencia: Muro: MURO Comprobación Comprobación a rasante en arranque muro: Criterio de CYPE Ingenieros Espesor mínimo del tramo: Jiménez Salas, J.A.. Geotecnia y Cimientos II, (Cap. 12) Valores Estado Máximo: 29.44 t/m Calculado: 0.82 t/m Cumple Mínimo: 20 cm Calculado: 25 cm Cumple Separación libre mínima armaduras horizontales: Norma CIRSOC 201-1982. Artículo 18.2 Mínimo: 2 cm - Trasdós: Calculado: 19.2 cm Cumple - Intrados: Calculado: 19.2 cm Cumple Separación máxima armaduras horizontales: Norma EC-2, artículo 5.4.7.3.2 Máximo: 30 cm - Trasdós: Calculado: 20 cm Cumple - Intrados: Calculado: 20 cm Cumple Cuantía mínima geométrica horizontal: Norma EHE, artículo 42.3.5 Mínimo: 0.001 - Trasdós (-2.50 m): Calculado: 0.001 Cumple - Intrados (-2.50 m): Calculado: 0.001 Cumple Cuantía mínima mecánica horizontal por cara: Criterio J.Calavera. "Muros de contención y muros de sótano". (Cuantía horizontal > 20% Cuantía vertical) Calculado: 0.001 - Trasdós: Mínimo: 0.00036 Cumple - Intrados: Mínimo: 0.0002 Cumple Mínimo: 0.0012 Calculado: 0.0018 Cumple Mínimo: 0.00166 Calculado: 0.0018 Cumple Mínimo: 0.00036 Calculado: 0.00104 Cumple Cuantía mínima geométrica vertical cara traccionada: - Trasdós (-2.50 m): Norma EHE, artículo 42.3.5 Cuantía mínima mecánica vertical cara traccionada: - Trasdós (-2.50 m): Norma EHE, artículo 42.3.2 (Flexión simple o compuesta) Cuantía mínima geométrica vertical cara comprimida: - Intrados (-2.50 m): Norma EHE, artículo 42.3.5 Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Referencia: Muro: MURO Comprobación Valores Estado Mínimo: 0 Calculado: 0.00104 Cumple Máximo: 0.04 Calculado: 0.00285 Cumple Cuantía mínima mecánica vertical cara comprimida: - Intrados (-2.50 m): Norma EHE, artículo 42.3.2 (Flexión simple o compuesta) Cuantía máxima geométrica de armadura vertical total: - (0.00 m): EC-2, art. 5.4.7.2 Separación libre mínima armaduras verticales: Norma CIRSOC 201-1982. Artículo 18.2 Mínimo: 2 cm - Trasdós, vertical: Calculado: 22.6 cm Cumple - Intrados, vertical: Calculado: 28 cm Cumple Separación máxima entre barras: Norma EC-2, artículo 5.4.7.2.3 Máximo: 30 cm - Armadura vertical Trasdós, vertical: Calculado: 25 cm Cumple - Armadura vertical Intrados, vertical: Calculado: 30 cm Cumple Comprobación a flexión compuesta: Comprobación realizada por unidad de longitud de muro Comprobación a cortante: Cumple Máximo: 9.63 t/m Calculado: 0.56 t/m Artículo 17.5.5 (CIRSOC) Comprobación de fisuración: Cumple Máximo: 0.3 mm Calculado: 0.021 mm Cumple Artículo 49.2.4 de la norma EHE Longitud de empalme: Artículo 18.6.3 de la norma CIRSOC - Base trasdós: - Base intradós: Mínimo: 0.65 m Calculado: 0.7 m Cumple Mínimo: 0.33 m Calculado: 0.35 m Cumple Mínimo: 15 cm Calculado: 15 cm Cumple Mínimo: 0 cm Calculado: 16 cm Cumple Mínimo: 2.2 cm² Calculado: 2.2 cm² Cumple Comprobación del anclaje del armado base en coronación: Criterio J.Calavera. "Muros de contención y muros de sótano". - Trasdós: - Intrados: Área mínima longitudinal cara superior viga de coronación: Criterio J.Calavera. "Muros de contención y muros de sótano". Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Cota de la sección con la mínima relación 'cuantía horizontal / cuantía vertical' Trasdós: -2.50 m - Cota de la sección con la mínima relación 'cuantía horizontal / cuantía vertical' Intrados: -2.50 m - Sección crítica a flexión compuesta: Cota: -2.50 m, Md: 0.34 t·m/m, Nd: 1.56 t/m, Vd: 0.82 t/m, Tensión máxima del acero: 0.440 t/cm² - Sección crítica a cortante: Cota: -2.29 m Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Referencia: Muro: MURO Comprobación Valores Estado - Sección con la máxima abertura de fisuras: Cota: -2.50 m, M: 0.31 t·m/m, N: 1.56 t/m Referencia: Zapata corrida: MURO Comprobación Valores Estado Mínimo: 1.5 Calculado: 2.9 Cumple Mínimo: 15 cm Calculado: 35 cm Cumple Comprobación de estabilidad: - Coeficiente de seguridad al vuelco: Valor introducido por el usuario. Altura mínima: - Zapata: Criterio de CYPE Ingenieros Tensiones sobre el terreno: Valor introducido por el usuario. - Tensión media: Máximo: 1 kp/cm² Calculado: 0.643 kp/cm² Cumple - Tensión máxima: Máximo: 1.33 kp/cm² Calculado: 1.29 kp/cm² Cumple Mínimo: 0.86 cm²/m Calculado: 4.52 cm²/m Cumple Mínimo: 0 cm²/m Calculado: 3.77 cm²/m Cumple Máximo: 13.5 t/m Calculado: 1.16 t/m Cumple - Arranque trasdós: Mínimo: 3.6 cm Calculado: 27.6 cm Cumple - Arranque intradós: Mínimo: 3 cm Calculado: 27.6 cm Cumple - Armado inferior trasdós (Patilla): Mínimo: 0 cm Calculado: 0 cm Cumple Mínimo: 9 cm Calculado: 9 cm Cumple Mínimo: 0 cm Calculado: 0 cm Cumple Mínimo: 9 cm Calculado: 9 cm Cumple Flexión en zapata: Comprobación basada en criterios resistentes - Armado superior trasdós: - Armado inferior trasdós: Esfuerzo cortante: - Trasdós: Norma CIRSOC 201-1982. Artículo 17.5.5 Longitud de anclaje: Norma CIRSOC 201-1982. Artículo 18.5 - Armado inferior intradós (Patilla): - Armado superior trasdós (Patilla): - Armado superior intradós (Patilla): Recubrimiento: CIRSOC. Artículo 13.2. Mínimo: 1.7 cm - Inferior: Calculado: 5 cm Cumple - Lateral: Calculado: 5 cm Cumple Memoria de Cálculo Estructural – MURO DE CONTECION Referencia: Zapata corrida: MURO Comprobación - Superior: Valores Estado Calculado: 5 cm Cumple Diámetro mínimo: J. Calavera, 'Cálculo de Estructuras de Cimentación' 4ª edición, INTEMAC. Apartado 3.16 (pag.129). Mínimo: Ø10 - Armadura transversal inferior: Calculado: Ø12 Cumple - Armadura longitudinal inferior: Calculado: Ø12 Cumple - Armadura transversal superior: Calculado: Ø12 Cumple - Armadura longitudinal superior: Calculado: Ø12 Cumple Separación máxima entre barras: Criterio de CYPE Ingenieros Máximo: 30 cm - Armadura transversal inferior: Calculado: 30 cm Cumple - Armadura transversal superior: Calculado: 25 cm Cumple - Armadura longitudinal inferior: Calculado: 30 cm Cumple - Armadura longitudinal superior: Calculado: 30 cm Cumple Separación mínima entre barras: Criterio de CYPE Ingenieros, basado en: J. Calavera. "Cálculo de Estructuras de Cimentación". Rubro 3.16 Mínimo: 10 cm - Armadura transversal inferior: Calculado: 30 cm Cumple - Armadura transversal superior: Calculado: 25 cm Cumple - Armadura longitudinal inferior: Calculado: 30 cm Cumple - Armadura longitudinal superior: Calculado: 30 cm Cumple Cuantía geométrica mínima: Criterio de CYPE Ingenieros Mínimo: 0.001 - Armadura longitudinal superior: Calculado: 0.00107 Cumple - Armadura transversal superior: Calculado: 0.00129 Cumple Mínimo: 0.00125 Calculado: 0.00129 Cumple Cuantía mecánica mínima: - Armadura transversal superior: Norma CIRSOC 201-1982. Artículo 17.2.3 Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Momento flector pésimo en la sección de referencia del trasdós: 0.52 t·m/m ADN-500 (kg) Elemento Ø8 Ø10 Ø12 Hormigón (m³) Total H-21 Limpieza Referencia: Muro 120.32 81.40 308.38 510.10 9.05 0.80 Totales 9.05 0.80 120.32 81.40 308.38 510.10 11. ANEXOS Se anexan planos de la estructura completa
