Me Cal Muro Anden Rev Psn
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R1 13/05/2014 Revision
R0 24/03/2013 Emisin Inicial
REVISIN FECHA MODIFICACIN FIRMA
CONTRATISTA
FIRMA
IFE /GERENCIA TECNICA
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA TRANSPORTE TERRESTRE
INSTITUTO DE FERROCARRILES DEL ESTADO
SISTEMA FERROVIARIO CENTRAL
TRAMO TINACO - ANACO
PROYECTO
M DULO BASE DE ANDENES DE LAS ESTACIONES
MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CLCULO
PROYECTO
CHINA RAILWAY ENGINEERING CORPORACTION (VENEZUELA)
FECHA
13/05/2014
DOCUMENTO N o
ID-MD-EST-EST-09-00001
REVISIN
R1
RESPONSABLE C.I.V FIRMA
ING. Yang Jianghua
CONFORME C.I.V FIRMA
ING: Manuel V,Gua L 190.890
REVISOR C.I.V FIRMA
ING:LvJinbao
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Sistema Ferroviario del Eje Norte Llanero
Tramo TINACO-ANACO Informe del Estudio del Proyecto de La
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CHINA RAILWAY ERYUAN ENGINEERING GROUP DE VENEZUELA, C.A.
1. MEMORIA DESCRIPTIVA ............................................................................. 3
1.1. Introduccin.- ......................................................................................................... 3 1.2. Objetivo.- ................................................................................................................ 3
1.3. Alcance.- ................................................................................................................. 3 1.4. Descripcin General.- ............................................................................................. 3
1.4.1. Estructura Principal.- .......................................................................................... 3 1.5. Infraestructura.- ...................................................................................................... 4 1.5.1. Sistema de fundaciones.- .................................................................................... 4 1.6. Modelos Estructurales.- .......................................................................................... 5
1.7. Cdigos de Diseo y Normativa Aplicable.- .......................................................... 5 1.8. Calidad de Los Materiales.- .................................................................................... 5
1.9. Acciones Gravitacionales.- ..................................................................................... 6 1.10. Acciones Accidentales Debidas Al Sismo.- ........................................................... 6 1.10.1. Estructura Principal.- .......................................................................................... 6
1.11. Casos de Carga.- ..................................................................................................... 7 1.12. Combinaciones de Solicitaciones.- ......................................................................... 7
1.12.1. Combinaciones para el Estado Lmite de Servicio.-........................................... 7 1.13. Asentamientos Diferenciales, Flechas y Derivas Permisibles.- ............................. 7
2. MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURA PRINCIPAL ................................ 8
2.1. Superestructura-Estructura.- ................................................................................ 8 2.1.1. Modelo Estructural.- ........................................................................................... 8 2.1.2. Datos Iniciales: ................................................................................................... 8
2.1.3. Geometra del Muro.- ......................................................................................... 9 2.1.4. Resultados.- ...................................................................................................... 10 2.1.5. Diseo de Elementos en Concreto Armado.- ................................................... 13
2.2. Fundaciones de Estructura Principal, Escaleras y Pasarela.- ............................ 15 2.2.1. Esfuerzos Actuantes en el Suelo.- .................................................................... 15
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Tramo TINACO-ANACO Informe del Estudio del Proyecto de La
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CHINA RAILWAY ERYUAN ENGINEERING GROUP DE VENEZUELA, C.A.
1. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1. Introduccin.-
Este documento contempla toda la informacin explicativa del procedimiento de Clculo y
Diseo Estructural de la Base de los Andenes de Pasajeros, a ser utilizados en las distintas estaciones
del Proyecto del Sistema Ferroviario del Eje Norte Llanero, Tramo Tinaco-Anaco; dichos andenes, son
en Concreto Armado, este documento adicionalmente expone el diseo de drenajes superficiales en
el rea de los andenes, mediante la utilizacin de un sistema de cunetas y alcantarillados.
1.2. Objetivo.-
El objetivo de esta memoria de clculo es establecer los Parmetros del Anlisis y los Criterios
de Diseo Estructural de los Andenes de Pasajeros y de los distintos elementos que lo componen,
adems de hacer de conocimiento las consideraciones utilizadas y de proporcionar la geometra final.
1.3. Alcance.-
Este documento proporcionar las caractersticas geomtricas estructurales del sistema de
fundaciones o Sub estructura del sistema de Andenes de Pasajeros a utilizar en las diversas
Estaciones del Proyecto del Sistema Ferroviario del Eje Norte Llanero, Tramo Tinaco-Anaco; as como
tambin las caractersticas del diseo en Concreto Armado del mismo, tales como: despieces,
dimensiones generales del elemento y de su fundacin; todas estas aplicables para todas y cada una
de las distintas Estaciones y se exponen los parmetros Normativos utilizados y las herramientas
utilizadas para la modelacin y simulacin de las acciones implicadas en el diseo sobre la estructura.
1.4. Descripcin General.-
1.4.1. Estructura Principal.-
La Sub Estructura del sistema de andenes de las estaciones del Proyecto del Sistema Ferroviario
del Eje Norte Llanero, Tramo Tinaco-Anaco, utiliza como elemento estructural fundamental los muros
cortantes en Concreto Armado. Se considera como cota +0.00m el nivel de suelo de La Estacin, y la
JJNFNota adhesivaNo son Muros Cortantes sino de Contencin.
JJNFTexto escrito a mquina
JJNFResaltado
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misma ser especificada de acuerdo a los planos de Arquitectura de cada estacin por separado,
guardando similitud con los planos de topografa de las mismas.
El espesor de Diseo de los Muros en Concreto Armado es variable entre los 15cm a 25cm,
dando as cumplimiento a la Norma COVENIN 1753-2006, en su captulo 7.2.4. Donde se explica que
el recubrimiento mnimo empleado debe ser de 2,5 cm y considerando un acero de reparticin de
como mnimo utilizando la barra de 1/2 o su equivalente #4, la cual requiere entre el acero interior
y exterior armado en dos direcciones aproximado de 10cm, ms el recubrimiento de 5cm, resulta un
espesor de 15cm.
1.5. Infraestructura.-
1.5.1. Sistema de fundaciones.-
Conforme al estudio geotcnico suministrado, para evaluar el sistema de fundaciones en
todas y cada una de las estaciones del sistema ferroviario; donde se refleja la factibilidad de la
utilizacin de un sistema de fundaciones superficiales para edificaciones consideradas hasta 1 planta,
entonces se establecen las siguientes opciones:
Zapatas aisladas y/o combinadas,
JJNFNota adhesivaEl recubrimiento debe ser 4 cm.
JJNFResaltado
JJNFNota adhesivaNo se entiende
JJNFNota adhesivaSe debe ser ms especfico en estas indicaciones e interpretarlas para muros de contencin fundados directamente.
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Vigas de riostra.
Losa Rgida de Fundacin.
Los espesores de estos elementos estn sustentados siguiendo los Criterios de Resistencia del
Elemento, as como tambin los referidos a las Deformaciones y a la Rigidez requeridas para
minimizar el impacto que proporciona las distintas variables que producen cambios en las
condiciones generales del suelo de fundacin. Debido a las caractersticas del sistema de muro, que
conforma al cuerpo general de la estructura se considera una zapata continua.
1.6. Modelos Estructurales.-
Los modelos estructurales tridimensionales para las edificaciones, se realiz con el programa
Anlisis de Muros de Contencin en Voladizo. Programa desarrollado por Ing. Andrs Mndez
Hernndez, Universidad de Los Andes, Mrida-Venezuela, tanto para el anlisis como para el diseo.
1.7. Cdigos de Diseo y Normativa Aplicable.-
Se utilizaron los lineamientos de las siguientes normas vigentes:
COVENIN-MINDUR-FUNVISIS 1756-98 (revisin 2001). Edificaciones Sismorresistentes
COVENIN-MINDUR 1753-85 (criterios segn propuesta 2006 no oficial). Estructuras de
Concreto Armado para Edificaciones. Anlisis y Diseo
COVENIN-MINDUR 2002-88 Criterios y Acciones Mnimas
1.8. Calidad de Los Materiales.-
A continuacin se describen la calidad de los materiales utilizados en el Proyecto.
Concreto para Columnas, Vigas, Losas y fundaciones con resistencia a los 28 das (probeta
cilndrica): f cr28 = 250 kgf/cm2.
Acero de Refuerzo Fy = 4200 kgf/cm2.
JJNFNota adhesivaLa zapata deber incorporar juntas
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Suelo de Relleno, Se considera el uso de Tierra Seca de Terraplenes con un Peso especifico
promedio de =1.400,00Kg/cm2, y con un ngulo de friccin entre =35 - 40
1.9. Acciones Gravitacionales.-
Las acciones gravitacionales incorporadas a los sistemas estructurales propuestos estn
definidas en conformidad con los lineamientos de la norma COVENIN-MINDUR 2002-88 Criterios y
Acciones Mnimas para el Proyecto de Edificaciones, segn la caracterizacin arquitectnica de
materiales, acabados y usos requeridos en las edificaciones.
1.10. Acciones Accidentales Debidas Al Sismo.-
La clasificacin de las estructuras en funcin de parmetros vigentes de la norma COVENIN
MINDUR-FUNVISIS 1756-01 est definida completamente por la informacin entregada por parte del
Cliente del Estudio Geotcnico correspondiente. A continuacin se describen algunos de los
parmetros definidos:
1.10.1. Estructura Principal.-
Estructura Tipo III
Nivel de Diseo ND3
Grupo A
Factor de Importancia = 1.15
Zona Ssmica 3
Coeficiente de Aceleracin Horizontal Ao = 0.20
Suelo tipo S3
Factor de Correccin del coeficiente Ao = 0.7
JJNFNota adhesivaEl peso especfico no puede ser 1400 kgf/cm2, debera der del orden 2000 a 2400 kgf/m3.Si se est hablando de peso debe indicarse kgf en lugar de kg.
JJNFResaltado
JJNFResaltado
JJNFNota adhesivaFalta indicar las propiedas del suelo de fundacin que fueron supuestas como representativas para todos los andenes.
JJNFNota adhesivaEl tipo de Estructura no aplica en este caso, ya que las normas tratan los muros contencin no como edificaciones.El factor de Importancia debera ser 1.3 por ser del Grupo A.Ante la incertidumbre sobre el perfil del subsuelo debi tomarse S2 con factor de reduccin igual a 0.8.
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1.11. Casos de Carga.-
EP= Acciones Producto del Efecto que ejerce el material de relleno sobre la pantalla del Muro.
CP: Acciones permanentes debidas al peso propio de la estructura y de todos los elementos que la
conforman.
SV: Sobrecarga Vehicular, ests acciones son consideradas debido a las acciones vivas sobre el
Muro, estas son consideradas como carga equivalente de Tierra sobre la estructura.
SIS: Acciones accidentales debidas al sismo.
1.12. Combinaciones de Solicitaciones.-
1.12.1. Combinaciones para el Estado Lmite de Servicio.-
Para el diseo de fundaciones las combinaciones son:
CASO #1=CP+EP+SV
CASO #1=CP+EP+SIS
1.13. Asentamientos Diferenciales, Flechas y Derivas Permisibles.-
Considerando las condiciones de demanda / capacidad que se establecen al utilizar el
Mtodo de los Estado Lmites por Resistencia y Rigidez, requeridas por el sistema estructural
propuesto para hacer frente al sistema de acciones impuestas, se utiliza como limite el
asentamiento mximo de 2,54cm, aunque se considera como valor mximo admisible el 50%
del mismo, debido a la importancia de la estructura.
JJNFNota adhesivaDebe indicarse que se incluirn los incrementos del empuje por efecto dinmico de la aceleracin ssmica.
JJNFNota adhesivaDeben ser 4 combinaciones:
1. CP+EP2. CP+EP+SV3 CP+EP+SIS4. CP+EP+0.5*SV+SIS
JJNFNota adhesivaLa carga variable se debe a personas, y debe ser igual 500 kgf/m2.
JJNFResaltado
JJNFNota adhesivaDebera venir de una referencia del Informe Geotcnico.
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2. MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURA PRINCIPAL
2.1. Superestructura-Estructura.-
2.1.1. Modelo Estructural.-
La construccin del Modelo Matemtico en 3D a se realiza mediante el Uso del Programa
Anlisis de Muros de Contencin en Voladizo. Programa desarrollado por Ing. Andrs Mndez
Hernndez, Universidad de Los Andes, Mrida-Venezuela. La accin de las cargas actuantes
se realiza de manera distribuida directamente sobre las losas (Kg/m2).
2.1.2. Datos Iniciales:
Datos Iniciales dentro del Programa AMCV
JJNFNota adhesivaPeso especfico del suelo de fundacin no puede ser 1400 kgf/m3
JJNFNota adhesivaPeso especfico del suelo de relleno no puede ser 1400 kgf/m3
JJNFNota adhesivaLa sobrecarga permanente debe corresponderse con el peso de la losa y del acabado del andn. Adicionalmente debe considerarse una carga variable de 500 kgf/m2.
JJNFNota adhesivaLa altura del muro creo que era mayor.
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2.1.3. Geometra del Muro.-
La unidad de medicin es
el metro [m]
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2.1.4. Resultados.-
Resultados Iniciales para el Muro
En los resultados iniciales se considern las acciones por el Peso Propio del Muros de
acuerdo a sus caracatersticas Geomtricas y se ha clculado su Centro de Gravedad; adems se ha
calculado que la carga Variable por acciones del trfico de personas en la parte superior del Muro,
se ha considerado como Sobrecarga Vehicular y de esta manera adaptar al programa esta variable,
y para la misma se ha adoptado un valor de Hs=0,36m, siendo esta una altura equivalente de
Tierra con un =1.400,00 Kg/cm2, para de esta manera poder ejercer los 500,00 Kg/m2 y otras
cargas adicionales como sobrepisos y elementos no estructurales (Cornisas y Bordes de Muro).
Se consideran como valor Ka=0,226 como Empuje Activo sobre el Muro, y el Empuje Activo
Activo del Suelo de Relleno, un Ea=541,00 Kg/m y =25.
Las consideraciones por Empuje Pasivo se han realizado bajo la idea principal de que no
abra la posibilidad de que se pierda el material de relleno en el frente del muro y lo que
proprociona un Valor de Kp=4,023 y un Empuje Pasivo de 1.380,00 Kg/m
JJNFResaltado
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Resultados Obtenidos para el Caso de Carga #1.
Resultados Obtenidos para el Caso de Carga #2.
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Los resultados obtenidos tanto para el Caso #1 y el #2, son satisfactorios, ya que ambos
presentan valores de Factores de Seguridad al Deslizamiento Superiores al los estimados
Normativos, estos de Fsd1=8,30 y Fsd2=6,71 y adems de Factores de Seguridad al Volcamiento de
Fsv1=7,72 y Fsv2=5,62, respectivamente.
En ambos casos se cumple con la condicin de que la aplicacin de la Carga se encuentre o
sea menor a la sexta parte de la base, con excentricidas de 0,15m y 0,20m, en cada uno de los
casos de carga.
El suelo de Fundacin considerado en el clculo, posee un Qult=4,00Kg/cm2, y se
considera para este caso un FS=2, ahora se debe tener como norma concreta que aunque no se
cumpla con esta condicin, se debe extrictamente cumplir que Qadm=2,00Kg/cm2, siendo este el
valor mximo permitido dentro de las acciones sobre el suelo.
Resultados Obtenidos para los Diseos por Corte y Flexin del Muro
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2.1.5. Diseo de Elementos en Concreto Armado.-
Aplicando el diseo por capacidad, se determinan las reas de acero requeridas por flexin
en los elementos, de acuerdo a la norma ACI-318 05 y la Norma COVENIN 1753. A continuacin se
presentan los requerimientos de acero en elementos a flexin (BASE Y MURO) expresados en cm2.
BASE:
Resultados Obtenidos para el Diseos de la Base del Muro
Se considera la colocacin de acero de refuerzo de 1/2"@0,15cm; tanto en la capa
Inferior como en la Capa Superior de la Base del Muro para, as brindar un mejor comportamiento,
ante la aparicin de grietas en el Concreto, cabe destacar que este diseo se realiza por cada
metro lineal [ml] de muro. Adicionalmente se debe hacer las consideraciones Normativas
acerca de los espesores de recubrimientos de 7,50cm de los elementos de concreto en contacto
con el suelo, adems de la colocacin de piedra picada #1 o un concreto pobre; para colaborar con
la adherencia en el plano de contacto Suelo-Concreto.
Acero de Reparticin Superior e Inferior 1 1/2" @ 0.15 m
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PANTALLA:
Resultados Obtenidos para el Diseos en la Pantalla del Muro
El clculo proporciona como resultado la colocacin de cabillas 1/2"@0,30m 0,28m,
tanto en la parte alta del muro como en la baja respectivamente, para brindar un mejor
comportamiento ante el fenmeno del agrietamiento se distribuir 1/2"@0,15m de manera
uniforme en toda la Pantalla del Muro, cabe destacar que este diseo se realiza por cada metro
lineal [ml] de muro. Adicionalmente se debe hacer las consideraciones Normativas acerca de
los espesores de recubrimientos de 7,50cm de los elementos de concreto en contacto con el suelo
y 5,00cm con los que no lo estn.
Acero de Reparticin Interior y Exterior 1 1/2" @ 0.15 m
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2.2. Fundaciones de Estructura Principal, Escaleras y Pasarela.-
2.2.1. Esfuerzos Actuantes en el Suelo.-
A continuacin se presentan los esfuerzos mximos para la envolvente de las
combinaciones de diseo. El Esfuerzo Admisible Mximo Promedio Permitido segn el
Informe de suelo de las distintas estaciones se recomienda que la profundidad de fundacin sea
de 2,50m y posee un Qadm= 2,00Kgf/cm2.
Resultados de las Condiciones del Suelo y del Efecto del Muro Sobre el Mismo
Caso#1:
Qadm Qaplicado =0,60Kgf/cm2
Caso#2:
Qadm Qaplicado =0,58Kgf/cm2