MUROS DE CONTENCION CON CONTRAFUERTES UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA CARRERA DE INGENIERA CIVIL MUROS DE CONTENCIN CON CONTRAFUERTES MATERIA: FUNDACIONES II Tema: Clculo y Diseo de Muros de Contencin con Contrafuertes. Integrantes:Lobatn Gmez Nelson Vicentel!uin Camac"o #il$er Docente:%n!. M#c. &or!e Martin Duc"en 'yala. COCHABAMBA BOLIVIA Abril, 2014MUROS DE CONTENCION CON CONTRAFUERTES V. BELLOT MALLEA INTRODUCCIN Losmurosdecontencinsonestructurasqueproporcionanestabilidad al terreno natural u otro material cuando semodifca su talud natural. Se utiliza como soporte de rellenos,productos mineros y agua. Los muros con contrafuertes constituyen una solucinevolucionada para muros de altura considerable, en la que laque al crecer la altura y por tanto los espesores de hormign,compensa alaligerarlas piezas.Esto conduce a armadura yencofrados ms complicados y a un hormigonado ms difcil ypor lo tanto ms costoso, al mane!arse espesores msreducidos.Sin embargo, a partir de los "#, "$ m. de la alturaesunasolucinquedebetantearsepara!uzgar suinter%s.&ueden tener los contrafuertes entrasds oenintrads. MUROS DE CONTENCION CON CONTRAFUERTES 'rasds(ntrads En este traba!o, se ha realizado un estudio prctico del temaconocido como )Estabilizacindetaludes*, y se ha procuradoofrecer un entendimiento bsico de dise+o, con la intencin dedaraconocerunpocomsestat%cnicautilizadaenobrasciviles, dadas sus m,ltiples venta!as tanto econmicas comoest%ticas y sucapacidadpararesistiresfuerzos decualquiertipo, siendo en varias ocasiones la ,nica solucin factible. V. BELLOT MALLEA -ommonuse ofretaining.all/0a1 2ill sideroads 0b1Elevatedand depressed roads, 0c1 Load scaping 0d1 -anals and loc3s0e1 Erosin protection 0f1 4lood .alls, 0g1 5ridge abutment. PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE SUELOS. Son muchos los factores que provocan y caracterizan losmovimientos por inestabilidad de un suelo, estos factores sepueden clasifcar en base a dos aspectosprincipales6porunladolosrelacionadosdirectamenteconel material moviblecomo la topografa, litologa, estructura del suelo, etc., y por elotro los factores e7ternos o indirectos como la accinhumana, caractersticas ambientales, humedad, sismos, etc. En tal caso, y dependiendo de las propiedades de cada suelo,e7istirn riesgos decambiosvolum%tricosconloscambiosde humedad, y8o una ba!a capacidad de soporte.-oncretamente tendremos entonces un suelo que V. BELLOT MALLEA debemosestabilizar, parapoder utilizarloevitandolosproblemas mencionados. &ara aclarar conceptos sobre el problema que tratamos,debemos analizar lo siguiente/ CON QU OBJETO ESTABILIZAMOS UN SUELO?La estabilizacin de un suelo consiste en minimizar o evitar lalibertad de movimiento de este, la cual resulta indeseable parael uso que queremos darle. Si el suelo va a ser empleado parala cimentacin de una edifcacin o bien de un pavimento, lasprincipales caractersticas indeseables sern un ndice plsticodemasiado alto, lo que signifca un alto valor de e7pansin ascomo una capacidad demasiado ba!a para soportar carga. PRE DIMENSIONADO.- &arael pre9dise+odeunmurodecontencinconcontrafuertes, serecomiendamantenerlasdimensionesenlas siguientesrelaciones/ Laseparacin0S1entrecontrafuertessercualquieradelosvalores obtenidos con las relaciones especifcadas6 dado queen la prctica estos valores rara vez coincidirn, se aconse!atomar un valor promedio entre los obtenidos. El espesor 0 ec1de los contrafuertes, se tomar en relacin a la altura de la pantalla,esdecir, ya que los muros con contrafuertes se emplean para V. BELLOT MALLEA alturasmayoresalos:metros, mientraslaalturaseamscercana a los :m., menor ser elespesor delcontrafuerte yviceversa. PASO 1. VERIFICACIN A LA ESTABILIDAD.- 1.1.VERIFICACIN AL VOLTEO.- Dond! "MR! Sumatoria de ;omentos que resisten al vuelco alrededor del punto -."Mo! Sumatoria de ;omentos que tienden a voltear al muro alrededordel punto -.El factor de seguridad respecto al vuelco es/ FS# ".< a $ ;omentos =esistentes. El ;omento de la fuerza &v alrededor de - es/ ;v> &v?5> &a?sen@?5 V. BELLOT MALLEA 1.$. VERIFICACIN AL DESLIZAMIENTO EN LA BASE.- ;omentos Actuantes.-omosemuestraenlafgura,&heslafuerzaque contribuye al vuelco/ Dond!&h>&a?cos@ Dond! "FR%! Sumatoria de 4uerzas 2orizontales =esistentes. "Fd !Sumatoria de 4uerzas 2orizontales Beslizantes. El factor de seguridad mnimo respecto al deslizamiento es/ FS# ".< FUERZAS RESISTENTES&en la base del muro se desarrolla un esfuerzo de corte, que se representa/ C lam7ima fuerza de resistenciaser/ Sin embargo/ Entonces/ V. BELLOT MALLEA -omo se muestra en la fgura la fuerza &p es tambi%n una fuerza horizontal=esistente, y su e7presin est dada por/ FUERZAS DESLIZANTES &La ,nica fuerza horizontal que tiende a causar elBeslizamiento es la componente horizontal de la fuerza activa &h. El mnimo factor de seguridad con respecto al deslizamiento es 4S > ".< 4orces involvedin the sliding stability of a retaining .all. V. BELLOT MALLEA =eduction of th ecomple7 analysis of a counterfort retaining.all to a system of simple beams for rapid design. V. BELLOT MALLEA 1.'. VERIFICACIN DE LA CAPACIDAD PORTANTE.- &or lo tanto/()*+ , (*d) La magnitud de qma7 y qmin puede ser determinada de la siguiente manera/ Dond! h> " ;omento de inercia por unidad de longitud de la seccin de la5ase. &ara la presin m7ima y mnima, el valor de C en la ecuacin, es igual a &substituyendo los valores precedentes en la ecuacin/ Entonces/ Similarmente/ V. BELLOT MALLEA No-*.-La suma vectorial de DE y &h. Ban la fuerza = como resultante. El momento neto ;net de estas fuerzas alrededor del punto -, como se muestra en la fgura es/ Lalneadeaccindela resultante, intersecta labase en el punto E como se ve en la fgura. La distancia -E esentonces/ La e7centricidad de la resultante , puede e7presarse entonces como/ El factor de seguridad con respecto a la capacidad portante es 4S > F. PASO $. VERIFICACIN DEESFUERZOS.- $.1. DISE.ODEL ALZADO O CUERPO.- -lculo del refuerzo de acero por Ge7in. La componentehorizontal de la presin laterales/ Acero 2orizontal/El momento ,ltimo de dise+o 0Horma A-( I.$.J1, es/ ;u # 1./ M 0, b> "## cm 0-on K> #.I y As de la ,ltima ecuacin, d> cont.1 Bividir el cuerpo en varias zonas horizontales para obtener los momentos de Ge7in longitudinales. Lse estos momentos paradeterminar el acero de refuerzo horizontal. Bividir el cuerpo en varias fran!as verticales, calcule los momentos verticales de Ge7in y el corte en la base del cuerpoy verifque el espesor del cuerpo por corte. -onsidere puntos de corte para el acero vertical. 11 V. W. BELLOT MALLEA A01o V1-20*3 -onsiderando la inGuencia de la zapata como apoyo. 0, z> 02 M h1 El momento ,ltimo de dise+o es/M4# 1./ M0Horma A-( I.$.J1 0,b> "## cm 0-on K> #.I y As dela ,ltima ecuacin, d> cont.1 =efuerzo de Acero por contraccin y temperatura. Be acuerdo con el cdigo A-( seccin "J.F.$ y "J.F.F. 2orizontal del ;uro/ 12 V. BELLOT MALLEA Eertical del ;uro/ Ag> Nrea de la seccin del muro. DISE.O DE LOS CONTRAFUERTES.- Po1 F3+25n.- Entonces el momento a cualquier profundidad delmuro ser/ El momento ,ltimo de dise+o es/ 0Horma A-(, Seccin I.$.J1 Be la fgura/ 13 V. W. BELLOT MALLEA =eemplazando en las ecuaciones se tiene/ &or fuerza cortante 0=efuerzo 2orizontal1 El cortante ,ltimo de dise+o es/ 0, 0Seccin Eariable1 y Dond! 14 V. BELLOT MALLEA 0,S> Separacin entre armadura &or traccin de la pantalla al contrafuerte 0=efuerzo 2orizontal1. C No-*.- -omo refuerzo horizontal se considera el mayor de los dos refuerzos horizontales 0traccin o cortante1 &or traccin de la zapata al contrafuerte 0=efuerzo Eertical1. 15 C V.BELLOT MALLEA DISE.O DE LA PUNTERA.- &ara el dise+o de la puntera, ser igual al del muro en voladizo. Dond!q$> -arga causada por la losa de concretoqF> =eaccin del suelo. Eerifcacin por -orte/ 0Actuante1 0Esfuerzo permisible cortante1. 16 V. BELLOT MALLEA C6LCULO DEL REFUERZO DE ACERO POR FLE7IN. 0,b> "## cm 1, -on y reemplazando As de la Ecuacin. REFUERZOTRANSVERSALDEACEROPORCONTRACCIN 8 TEMPERATURA.- Be acuerdo con la norma A-( seccin O."$.$." A9# :.::1; < A= Ag> Nrea de la seccin del muro. DISE.O DEL TALN.- Seanalizaydise+aen forma similar a lapantalla, es una losa que se apoya en los contrafuertes. Bonde/ q"> -arga causada por el suelo arriba del taln 0Ps.21 q$> -arga causada por la losa de concreto 0Pc.21 qF> =eaccin del suelo VERIFICACIN POR CORTE.- 0Actuante1 0Esfuerzo permisible admisible1 17 V. BELLOT MALLEA C6LCULO DEL REFUERZO DE ACERO POR FLE7IN.- ;u> ".O; b. "## cm -onreemplazando As enla ecuacin. =efuerzo transversal de acero por contraccin y temperatura. Be acuerdo con el cdigo A-( seccin O."$.$." As> #.##":?Ag Ag> Nrea de la seccin del muro. 18 V. BELLOT MALLEA Structural design of counterfort .all. ;a3e thic3ness tocontain adequate cover. 'ipycal layout for using mat program to solve a plate f7edon three edges. Hote use of closer grid spacing at edges tobetter develop plate curvature. 19 V. BELLOT MALLEA 'ypicialreinforcement fo ra counterfort retaining Qall. 20 V. BELLOT MALLEA BIBLIO>RAF?A! 4oundation Anlisis and Besign, )R, 5o.les*. -imentaciones de Estructuras, )-. Q. Bunham*. ;uros de contencin y muros de sotano, )R. -alavera, $da. Edicin*. &rinciples of foundation engineering, )5ra!a ;. Bas, Fera. Edicin*. =eglamento para las construcciones de concreto estructural y comentarios A-( F":9#: y A-(=9#:;anual de construccin de edifcios. )=oy -hudley*. -oncreto Armado ((. )Ruan Srtega Tarcia*. 21