Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de...

8/18/2019 Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de Contención Ejemplo Muro de Contenc…

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CURSO DE SAP2000 M.SC. Ing. Bernardo Ugarte Lucuy

EJEMPLO DE MURO DE CONTENCIÓN

1.2 Modelar el muro de contención mostrado en la figura:

DATOS

γsuelo = 1900 Kg/m3

Ancho zapata: 1.0m

Base zapata: 1.0m (distancia del muro 0.4m parte interna)

Altura de muro: 2.0m

Ki = Coeficiente de balasto 500 Ton/m3 (x6 nudos)

f’c= 250 Kg/cm2 (resistencia del hormigón) Coeficiente de Poisson = 0,2

MODELADO

1.

Crear modelo nuevo, Sólo grillas (Grid Only)

2.0

0.30

0.40 0.60

?=1900 Kg/m3

0.20 1.00


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2.

Editar grillas, En X, Y y Z de acuerdo al modelo de la figura

3.

Crear nuevo material que sea concreto con f’c, μ y E definidos por el problema, considerar los datos del

problema. define>material>add New Material

Concreto

f’c=250 Kg/cm2

μ=0.2

E=Asumir el valor por defecto del programa

4.

Definir elementos de área, definir dos elementos de área, un muro de 0.20cm de espesor y una zapata de

30cm de espesor. Define>section properties>area sections>Add New Section Tipo Shell thick (considera deformaciones por cortante)

5.

Definir patrones de carga, para separar el efecto de la carga muerta del muro, podremos crear un patrón de

carga que simule la presión del terreno sobre el muro, para ello en el menu: define>load patterns> creamos

un nuevo patrón de carga de tipo viva, con el nombre de suelo:


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6.

Definir las vistas en el plano 2D, adecuadas para dibujar el elemento muro y el elemento zapata.

Plano XY Dibujar el elemento zapata (Shell 30cm), de tal manera que el muro y la zapata

coincidan en una misma línea, para que exista continuidad.

Plano XZ Dibujar el elemento muro (Shell 20cm).

Al dibujar los elementos de área, mantener el sentido anti horario para mantener un orden de ejeslocales. Verificar los ejes locales de cada elemento en el menú display>local axes.

7.

Asignar un enmallado adecuado de los elementos de área, para tener un resultado lo más semejante a la

realidad. Assign>Area>Automatic Area Mesh

Consideras un espaciamiento entre malla de 0.1 o 0.2 para que coincida con la unión entre muro yzapata, y exista continuidad en los elementos y resultados

También se puede considerar dividir cada elemento de área en un número de mallas en sentido 1 y 2

de área. Es posible dividir en segmentos de 10 en ambos sentidos.


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8.

Definir joint patterns, para poder introducir una carga de tipo presión sobre un elemento de área, es

necesario definir puntos maestros. Para ello definiremos primero un nombre para los joint patterns.

define>Joint patterns>Add New Pattern name (colocaremos el nombre de suelo)

9.

Seleccionar nudos y muro y asignar load patterns, para asignar los nudos patrones en un elemento de área,

es necesario realizar los siguientes pasos.

Seleccionar el elemento de área muro (Shell muro), y los cuatro nodos que conformar este elemento

de área. (vista 2D – YZ)

Una vez seleccionado los nodos y elemento de área, en el menú: asign>joint patterns>

Colocar el nombre del pattern creado, “Suelo”

Mantener la opción de Ax+By+Cz+D

Colocar el valor de C=-1 y D=2 (altura del muro 2.0mts) ver figura

Seleccionar, Remplace existing values, para remplazar algún dato mal asignado.


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El valor de C y D, representan las constantes de la ecuación que generara la distribución líneal de la

carga:

0 2 DCz D z C

Como la carga varia respecto a lo largo del eje Z, entonces el valor C tendrá el valor de la altura en la que

varía la carga.

Una vez asignados los valores correctos, al darle “ enter ” a la ventana anterior, se podrá ver el valor

de los nodos maestros como 2, en la parte inferior del muro.


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10.

Asignar carga de presión sobre la losa, para cargar una carga hidrostática una vez definidos los patrones de

carga, se debe seleccionar la losa y desplegar en el menú: Assign>área loads>área surface pressure load

Seleccionar el patrón de carga creado (en este caso Suelo, patrón creado)

Seleccionar la opción By Joint Patterns y en la ventana de Pattern: Seleccionar el patrón de nudos

maestros creado (Suelo).

En el valor de multiplier colocar el valor de Q o carga en la parte inferior que representa la presión

del terreno, en este caso Q=1.9 Ton/m2 (debido a que se multiplico por un ancho unitario de 1m),

que variará desde 0 en la parte superior del muro hasta el valor del nudo maestro asignado en la

base del muro (en este caso “2”)

En la ventana de “Face” mantener el valor de top significa que actuara sobre la cara superior del

elemento área (en este caso en sentido contrario al eje local 3 de la losa)

Mantener la opción “Remplace existing loads”

11.

Visualización del estado de carga, para visualizar el sentido de las cargas y la variación de presiones a los

largo del muro, se podrá seleccionar la siguiente opción del menú: display>display loads assigns>área

donde seleccionaremos el patrón de carga “Suelo” ambas opciones para visualizar los valores de carga y si

asignamos correctamente las condiciones de carga.

Visualizacion de la direccion de la carga del suelo y sus presiones respecto a la altura


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12.

Vista en planta 2D zapata y selección de nudos (6nodos), para la asignación de apoyos elásticos que simulen

las condiciones de suelo sobre los que se encuentra la zapata, será necesario colocar la vista en planta (XY) y

seleccionar los 6 nodos (4 vértices de la zapata + 2 uniones con el elemento muro), ver figura:

13.

14.

Aplicar resortes en traslación, una vez seleccionados los 6 nodos de la zapata (paso 12), desplegaremos en el

menú: assign>joint>joint springs> donde se colocaremos:

Asignaremos en la casilla “ Traslation 1” = 500 Ton/m, que representa la resistencia del terreno

en la dirección X del elemento estructural. (este valor se consideró el mismo que Z por

practicidad y para efectos de cálculo del problema, sin embargo en la realidad es necesario

determinar estos valores de acuerdo a las propiedades el terreno)

En “T raslación 3”= 500 Ton/m, que representa el valor de elástico en dirección Z.

En “T raslación 2”= 0, se coloco un valor de cero debido a que no exiten cargas ni restricciones en

este sentido. Cabe mencionar si que, si no se coloca restricciones en este sentido, es necesario

eliminar el análisis de en este sentido para que el programa no genere inestabilidad de la

estructura.


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15.

Análisis estructural, antes de analiza la estructura, tendremos que deshabilitar la opción de análisis en Y:

Analyze>set analysis options> deshabilitar el análisis en UY.

16.

Correr análisis estructural, Analyze>run analysis (F5) 17.

Análisis de resultados, una vez corrido el programa, podremos visualiazar la deformación del muro en la

parte superior y los momentos máximos (M22) que se generan en la base del muro:

Deformación máxima del muro parte superior: 0.0329cm

Momento máximo en el muro (base): -2.42 Ton-m


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Datos

Q = 1.90 Ton/m

L = 2.00 m

E = 2534563 Ton/m2

I = 0.002250 m4

f'c = 250 Kg/cm2

kv = 500 Tn/m3

SAP2000 Tablas Unidades

Momento (base muro) 2.530 2.533 2.420 Ton‐m

Deformación 0.0365 0.0355 0.0329 cm

kv = Resortess aplicados en 6 nodos de la zapata

E = Tomado el valor por defecto del programa

I = Inrecia de una viga ancha 1mx0.30m

VIGA ANCHAElemento mecanico

Muro tipo shell

(ejemplo)

EJEMPLO DE MURO AUTOPORTANTE

Se realizaron tres modelos: Primero una viga en cantilver de ancho 1m modelada en SAP2000, luego una

viga en cantilever que se determino sus momentos y deflexiones mediante tablas, y por ultimo un

ejemplo utilizando elementos shell en el SAP200, y los resultados fueron comparados:

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