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LCALDIA MAYOR

BOGOTA D C

nst tuto

DESARROLLO URBANO

CONTRATO DE CONSULTORÍA IDU 050 2012

 

DIAGNOSTICO Y DISENOS DE

ESTRUCTURAS NUEVAS Y EXISTENTES

INFORME ESTRUCTURA No 33 CANAL EN

CONCRETO

CONSULTORÍA A PRECIO GLOBAL CON AJUSTES

PARA REALIZAR LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS PARA

OBRAS DE ESTABILIZACION GEOTECNICA EN EL

INTERCAMBIADOR VIAL DE LA CALLE 63 POR

AVENIDA CIRCUNVALAR EN BOGOTÁ D C

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 ONSOR IO G OF R

TABLA DE CONTENIDO

  INFORME ESTRUCTURAL

 

2 INTRODUCCION ......................• ................• • • ............................... .....• ..................................................... 2

  DISEÑO ESTRUCTURAL NUEVO DISIPADOR  

3  CONSIDERACIONES DE DISEÑO 4

3 2 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES DE DISEÑO 4

3 3 ESTADOS DE CARGA Y ANA LISIS DE EFECTOS SOBRE EL disipador  4

3.3.1 CARGA MUERTA (D) 4

3 4 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 5

3 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDAClONES 5

3.5.1 TIPO DE MANTENIMIENTO 7

4 ANEXO 2 ANALlSIS DE ESTABILIDAD 9

  i lT I T I r r O

 E € S RROUO UREAi J0

~ . : L Qcu.m~n:  J ¡)Q

CALLE 120

N°

49   44. BOGOTÁ D.C.  COLOMBIA

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CONSORCIO GEOF ER

  I NFORME ESTRU TUR L

  I N T R O D U I O N

La zona de estudio se encuentra ubicada en la UPZ 90 Pardo rubio de la localidad de

chapinero  hacia los cerros orientales de la ciudad. Esta es una de las zonas con mayores

riesgos sísmicos y ambientales  más precisamente por las condiciones geológicas y las

remociones de masa que se presentan en las épocas invernales.

De acuerdo con la consulta realizada al geoportal SIRE  en el mapa correspondiente

 Zonificación Geotécnica 2010  corresponde a zona de Cerros A Cerros B y Depósitos de

Ladera.

Imagen 1. Ubicación de la zona de estudio en Mapa  Zonificación Respuesta Sísmica 2010- Tomado

Geoportal SIRE).

Según la nueva Microzonificación Sísmica de Bogotá D.C. - MSZB  adoptada mediante el

Decreto 523 del 16 de diciembre de 2010  se encontró que la zona de estudio está

ubicada en la zona de respuesta sísmica denominada CERROS  las características

principales de esta zona es que se encuentran en una formación de arcillolita con

espesores de depósitos menores a 6 m y un periodo fundamental del suelo menor a 0.3 s 

con un topografía de alta a moderada pendiente.

La presente estructura es un nuevo canal disipador en concreto reforzado que se

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encuentra ubicado en la ZONA 2, de la zona general de estudio.

El sistema estructural definido para la estructura de conducción de aguas descrita en el

presente informe

 

para todos los efectos de diseño, corresponde al de un disipador

conformado por muros en concreto reforzado con capacidad de disipación de energía

moderada DMO .

El análisis estructural realizado se encuentra enmarcado en la normativa vigente en

nuestro país para estructuras de este tipo, como lo es el Código de Diseño Sísmico de

puentes CCDSP-95

 

el Reglamento de Diseño

 

Construcción Sismo Resistente NSR-10,

de carácter obligatorio en todo el país.

Para la obtención de las fuerzas sísmicas, se procedió a realizar un análisis por el método

de Mononobe-Okabe, el cual a partir de las propiedades del material de relleno, ubicado

en el trasdós de cada muro evalúa los efectos de carga lateral, tal   como lo plantea los

principios de la dinámica

 

la mecánica geotécnica.

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  DISEÑO ESTRUCTUR L NUEVO DISIP DOR

3.1 CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Para la estructura objeto del presente análisis se realizó una verificación de estabilidad al

deslizamiento y volcamiento ya que por ser una estructura de conducción de aguas los

efectos a ser sometido a esfuerzos de flexión y de corte condicionados por estados de

empujes debidos al terreno es mínimo por tal motivo se realiza un análisis como el que se

describe anteriormente. Los concretos para este tipo de estructura se basan en cuantías

mínimas para controlar los efectos de retracción por efectos de temperatura.

Los parámetros geotécnicos para el de estabilidad sobre la estructura se encuentran

descritos en el Anexo 1 del presente documento ANALlSIS DE ESTABILIDAD .

3.2 ESPECIFICACIONES DE LOSMATERIALES DE DISEÑO

Concreto:

en general y para toda la estructura

fc = 28 MPa = 280 Kg /cm

 

fy = 60.000 PSI = 420 MPa = 4.200 Kg/cm

2

para 0>=3/8cero refuerzo:

3.3 ESTADOS DE CARGA Y ANALISIS DE EFECTOS SOBRE EL

DISIPADOR

3.3.1 CARGA MUERTA D

La carga muerta la constituye el peso propio del muro. Para la evaluación de la carga

muerta se consideraron las siguientes densidades:

Densidad promedio del concreto

y

= 2.40 Ton/m

 

Densidad promedio del relleno   1.70

T o n rrr

Angulo de fricción interna del material de relleno ~

 

24°

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  4 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Como se mencionó al inicio del punto 5, los efectos de esfuerzos de flexión y de corte,

condicionados por estados de empujes debidos al terreno, es mínimo, los concretos para

este tipo de estructura se basan en cuantías mínimas para controlar los efectos de

retracción por efectos de temperatura. Por lo tanto el refuerzo de dichos elementos se

basa en dicha premisa.

  5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las memorias de cálculo consignadas en el presente documento son el resultado de los

análisis y características propios del diseño solicitado, por lo tanto, corresponden a los

requerimientos e información suministrada por el cliente y a las recomendaciones

mínimas exigidas por el reglamento de diseño y construcción sismo resistente (NSR/10) y

el código colombiano de diseño sísmico de puentes (CCDSP/95), los cuales regulan la

construcción y diseño de edificaciones y estructuras de este tipo en Colombia, además

que tienen carácter obligatorio en todo el territorio nacional.

La resistencia mínima especificada a la compresión para el concreto usado en este tipo

de estructuras debe ser de f c 28 MPa, el presente requisito se da por las siguientes

recomendaciones: Cuente con un diseño tal que controle el agrietamiento y la fisuración,

limitando el esfuerzo de fluencia del acero a tensión y así evitar el ingreso de agentes

nocivos para la integridad de la estructura. La categoría y clase de exposición en la cual

se clasifica el concreto del presente proyecto es P1 (Concreto en contacto con el agua

que requiere baja permeabilidad), de lo cual se deriva lo siguiente:

Se recomienda para la elaboración del concreto un tamaño del agregado grueso entre 1

Y 2

El contenido mínimo de cemento por cada metro cúbico de concreto deberá ser de 330

Kg.

La relación de agua - material cementante, deberá ser de 0.45 máximo.

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Se recomienda un concreto con un asentamiento de valor mínimo de 2 y máximo de 6 ,

propuesto por el ACI 221.1, el valor máximo recomendado podría ser aumentado en una

pulgada para métodos de compactación diferentes al vibrado.

El recubrimiento mínimo de concreto para la protección del acero de refuerzo debe ser de

5.00cm.

Cabe resaltar que la función de las juntas, en especial la de construcción, dada por un

proceso constructivo parcial o por fases será la de garantizar las condiciones de

integridad y evitar la pos-fisuración de la misma y la corrosión del acero de refuerzo, por

esta razón se deberá elevar la consulta respectiva a esta oficina para que en el momento

de la construcción y dependiendo del proceso constructivo planteado por el constructor, él

sugiera juntas adicionales y cambio en las ubicaciones de las juntas planteadas en el

presente diseño.

No se deberá cambiar el despiece presentado en los planos de diseño que hacen parte

integral del presente informe, tanto en el diámetro como en su separación. Si por alguna

razón fuese necesario dicho reemplazo, deberá ser autorizado por esta oficina, antes de

ejecutar algún cambio en obra.

Por lo anterior cualquier omisión o cambio en el momento de la ejecución de la obra,

respecto a lo que se presenta en estas memorias y los planos de diseño adjunto, que

hacen parte integral de este documento, sin consulta previa a esta oficina,

inmediatamente se traducirá en una exoneración de toda responsabilidad al ingeniero

diseñador.

Adicionalmente a lo anterior se deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Cumplimiento de las normas técnicas colombianas, NTC-ICONTEC y las normas ASTM,

al igual que las recomendaciones previstas en la NSR-10.

Se deben efectuar los ensayos pertinentes a los materiales de construcción de acuerdo a

las normas establecidas por el NSR 10en el Título I supervisión técnica).

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 ONSOR IO G OF R

~

.

Se recomienda que el acero de refuerzo sea de calidad nacional o similar, que cumpla

con las especificaciones de sismo resistencia exigidos por la NSR-10 y así garantizar su

resistencia y cumplimiento de la norma ICONTEC. Se advierte que actualmente se está

comercializando en el mercado nacional aceros provenientes de países vecinos, que son

económicos pero no cumplen condichos requerimientos normativos.

Adicional a lo anterior se especifica la inclusión de la referencia de las especificaciones

para el concreto estructural contenidas en el ACI 301S - 10, para que sean tenidas en

cuenta como documento adicional a las contenidas en el reglamento colombiano de

construcción sismo resistente NSR/10.

3 5 TIPO DE MANTENIMIENTO

A. Rutinario

Comprende este, las labores de revisión, observación y limpieza realizada en forma diaria

y dentro de períodos de tiempos cercanos. Este proceso da como resultado la realización

o ejecución de reparaciones menores.

  Preventivo

Está enfocado a la conservación de todas las áreas intervenidas y los elementos

arquitectónicos, técnicos y de dotación. Este mantenimiento preventivo se logra mediante

el análisis de los registros de inspección. Este mantenimiento requiere de un nivel de

observación mayor.

  orrectivo

Es producto de la no aplicación del mantenimiento preventivo o por fallas en los

materiales especificados e instalados. Para el mantenimiento correctivo es indispensable

realizarlo con personal idóneo según el caso.

Para la presente estructura estructura nueva aplica el mantenimiento rutinario, que

adicionalmente involucra las siguientes actividades:

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El mantenimiento que debe ser ejecutado por el personal adecuado, se debe extraer

todos los residuos sólidos sedimentos, basuras, escombros, materiales vegetales , debe

además cargar, almacenar en bolsas cuando se requiera y retirar en volqueta los

materiales extraídos, hasta los sitios de disposición final de residuos sólidos aprobados

por la autoridad ambiental competente.

Los residuos sólidos bajo ninguna circunstancia pueden quedar dispuestos en forma

definitiva ni por más de 12 horas en sitios diferentes a los autorizados.

La limpieza de los sumideros debe ejecutarse en los sitios y con el equipo y herramientas

adecuadas, señalando debidamente el sitio de trabajo de acuerdo con las indicaciones de

la entidad.

a. No permitir ingreso de vehículos ni transitar sobre la zona de las cunetas.

b. No derramar líquidos químicos, así como evitar peso excesivo y tránsito de

motocicletas.

c. Revisar desprendimientos, fisuras hundimientos que se presenten.

d. Limpiar rutinariamente.

Para los rezanes se utiliza concreto de fc

=

210 kg/cm2, en la estructura donde hayan

sufrido desgaste por la carga del agua o presenten resquebraduras dando mayor prioridad

a las zonas de juntas de dilatación; esta actividad se deberá realizar una vez al año.

El mantenimiento incluye, como primer paso, una inspección periódica de la estructura. El

inspector debe estar familiarizado no sólo con el concreto como material, sino también

con la acción estructural, si se observa agrietamiento, el inspector debe ser capaz de

distinguir entre grietas debidas a la sobrecarga de una estructura apropiadamente

diseñada o causadas porque la estructura es inadecuadamente fuerte, por un lado, y

grietas inducidas por la corrosión del refuerzo o por la acción química -incluyendo la

reacción álcali-agregado, o por la formación retardada de etringita, o por los efectos

térmicos.

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 ágin

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4 ANEXO

N LISIS

DE ESTABILIDAD

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CÁLCULO DE LA LONGITUD DE HUELLADE UN DISIPADOR DE ENERGIA

Proyecto: CONTRATO 050 2012 IDUSolicitante:

IDU Hoja: 1

Tramo: ZONA 2 Fecha:

De: 4

DATOS D E ENTRADA

Q

  3

m /s

Caudal

B 1  

Ancho del disipador

V

  15

 

Altur a del t ir an te d e agu a

a   7 m

Contrahuella

CALCULO DE LA ALTURA CRITICA Vc

Ye

2

~

Vc: 0 21 m

CALCULO DE Xo

 

Xo

Ye

Xc:

  72

CALCULO DE K

a

K

Ye

K: 3 3

CALCULO DE D

El valor D se calcula a partir de la siguiente tabla tomando como datos de entrada los valors de K y Xc

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CÁLCULO DE LA ESTABILIDAD DEL DISIPADOR DE ENERGIA

Proyecto: CONTRATO 050 2012 IDUSolicitante:

IDU

Hoja: 1

Tramo: ZONA 2

Fecha:

De: 4

FIG.SDISTANCIA ENTRE GRADAS ENFLUJO SUPERCRIT

o

f 1J ~ •

1J

10

fIJ

:-

 C l

o

()1

8

 

7

>~

tG e

6

r

,o

5~

 

•

~Vo

yc

x;-n

3

~~

I O~

I ~ · I

2

L __  VI

v.

t __  _t ___

I

 -

 

I I  

o 1

;1

•

 

\

1

 

O :

5 1

CALCULO DE LA LONGITUD DE HUELLA d

I

d   *  e

I

d: 1 1

I

m

LONGITUD MINIMA DE 1 10 m

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CÁLCULO DE LA ESTABILIDAD DEL DISIPADOR DE ENERGIA

Proyecto: Contrato 050 2012 Solicitante: IDU Hoja: 1

Tramo: ZONA 2

Fecha:

De: 4

DATOS DE ENTRADA

DATOS DEL SUELO

C:

0,7

t m

COHESION

y

1,7

tlm

 

PESO ESPECIFICO

e l > : 24 o

0,4189 Rad.

ANGULO DE FRICCION

  :

28 o

0,4887

Rad.

ANGULO DE LA CARA DEL TALUD

IDATOS DE LA ESTRUCTURA

 

A:

0,7

m ALTURA CONTRAHUELLA

 

1 m ANCHO

C:

1,2

m

LARGO HUELLA

E: 0,15

m ESPESOR

L: 25 m LONGITUD TOTAL DE LA ESTRUTURA

N: 17 NUMERO DE MODULOS MODULO COMPUESTO POR HUELLAYCONTRAHUELLA)

y

2,4

tlm

 

PESO ESPECIFICO CONCRETO

TI RANTE NORMAL DE AGUA

y: 0,15

m

CALCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD SIN DENTELLON

2 2

  L

+

w   cos ~

 

tan 3   5

wsm

 

I

w

I

w

I

W:

25,0

t PESO DE LA ESTRUTURA

 

LA CARGA DEL AGUA

  24,97

tlm

F.S:

  55

OK

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CÁLCULO DE L EST BILID D DEL DISIP DOR DE ENERGI

Proyecto:

C o ntr ato 0 50 2 01 2

Solic itante: IDU

Hoja: 1

Tramo:

ZO NA 2

Fecha:

De

C AL CU LO D EL FA CT OR D E S EG UR ID AD C ON D EN TE LLO N

 

3e

 

L  w

 

cos ~

 

tan 3

  t»

 O P

FS = . ~   1 5

wsm

1

I

P = y  

p

 

h

 

I

 

I

I

1 sin

  t

I

Kp= .

I

1

sin

  t

h 0 3 m ALTURA DEL D ENTELLON

N 2 NUMERO DE DENTELLONES

Kp:

2 3 7

P

0 1 8 t

F.S: 1,58 OK

CALLE 120

N°

49·44. BOGOTÁ D.C .. COLOMBIA

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