Muros de Contención
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CONCRETO II
MUROS DE CONTENCIÓN
UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
INGENIERÍA CIVIL
CICLO 2015-2
LEÓN CHÁVEZ, Arturo MARÍN DÍAZ, Adriana MOSCOL VIZCONDE, José SALAZAR ARRIBASPLATA, Juan VERA AMOROS, Paul
• Es fundamental realizar un buen diseño de toda estructura que se desea construir, es por eso que al desarrollar y estudiar los diversos tipos de muros de contención que existen, se deben realizar los cálculos bajo la teoría y la aplicación del reglamento.
INTRODUCCIÓN
• Obteniendo cálculos reales y exactos, permitiendo que las construcciones sean seguras, duraderas y soporten las diversas cargas.
• Aprender el predimensionamiento de muros de sótano y realizar el debido y correcto diseño de cada uno de ellos.
OBJETIVOS
• Analizar cuales son las consideraciones al diseñar muros en gravedad, voladizo, y en contrafuerte con sobrecarga originadas por:
– Tráfico– Depósito de materiales
• Los muro de sótano reciben simultáneamente cargas verticales y cargas horizontales. – Las cargas verticales
generalmente son transmitidas por pilares de la estructura y también por algún forjado
– Las cargas horizontales son producidas por el empuje de tierras.
• Este tipo de muros no trabaja como una ménsula, al estar enlazados al forjado de la planta baja.
MUROS DE SÓTANO
• Se tiene el caso del muro de la figura mostrada:
– Frente a las acciones del terreno Er,– La carga de la estructura sobre el
muro N, – El peso propio del alzado Nm, – El peso propio del cimiento Nc y – El peso del terreno, soleras y
pavimento que gravitan sobre el cimiento Nt,
El equilibrio del muro se consigue mediante la fuerza:- Que ejerce el forjado sobre el muro T1- Mediante el rozamiento del suelo de
cimentación sobre la base del cimiento T2
- Mediante una tensión uniforme st repartida bajo el cimiento.
Todos los esfuerzos se consideran por metro lineal de muro.
MUROS DE SÓTANO
• ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
• Actúa solo el peso propio a nivel de muro (es decir, peso propio, rellenos y carga permanente del forjado) y el empuje de tierras.
MUROS DE SÓTANO
• EN CUANTO A LOS ESFUERZOS
• Actúan el empuje de tierras y las cargas verticales máximas.
• Actúan sólo las cargas verticales máximas..
El muro se calcula como una viga simplemente apoyada.
• h: Puede ser tomado desde el nivel de piso
• Espesor mínimo es:
• Altura D:
• Base B:
MUROS DE SÓTANO
• PREDIMENSIONAMIENTO
𝑒≥20 𝑐𝑚
𝐷=(1/10−1/12 ) 𝐻
D
e
H
Hf𝐵=(0.4−0.7 ) 𝐻
B
h
• Empuje activo
• Empuje por acción de la losa superior.
• Empuje pasivo
• qx
MUROS DE SÓTANO
• DISEÑO
• Encontramos Momento máximo
• Haciendo
• Sabemos que:
• DISEÑO
𝑀𝑚á 𝑥=(𝐻 𝐴∗ 𝑥 )−(𝑞h ∗𝑥) 𝑥2
6
𝑀𝑚á 𝑥=𝐻𝐴∗ (0.576∗h )−𝑞h∗
(0.576∗h)3
6
MUROS DE SÓTANO
• Presiones:
• Momento de diseño:– Si se colocará armadura en
dos caras– Si puede colocarse
armaduras en una cara
• Área de acero:
•
• DISEÑO
MUROS DE SÓTANO
EJEMPLO
Muros en gravedad – Muros en voladizo –
Muros en contrafuerte
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON
SOBRECARGA
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON SOBRECARGA
• Los muros de contención a veces tienen que soportar sobrecargas uniformes (q), originadas por el tráfico o por depósitos de materiales en la superficie, incrementando la presión sobre el muro.
• Para tomar en cuenta la sobrecarga uniforme es transformarla en una porción de tierra equivalente de altura Hs, con peso específico similar al del suelo de relleno ϒ.
• La altura Hs se coloca por encima del nivel del suelo contenido por el muro.
• ALTURA Hs
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON SOBRECARGA
• La norma AASHTO 2002
Suele utilizar una altura de relleno equivalente a carga viva de 61 cm o 2 pies, indicada por
• La norma AASHTO 2005 LRFD
Indica valores de relleno equivalentes a sobrecarga vehicular que varían con la altura del muro.
• ALTURA Hs
Altura del muro Hs
1.53 m (5 pies) 1.68 m (5.5 pies)3.05 m (10 pies) 1.22 m (4.0 pies)6.10 m (20 pies) 0.76 m (2.5 pies) 9.15 m (30 pies) 0.61 m (2.0 pies)
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON SOBRECARGA
• El empuje activo del suelo con sobrecarga Es, para cualquiera de las teorías estudiadas, resulta ser:
Este empuje estará aplicado en el centroide del área del trapecio de presiones o en cada uno de los centroides particulares de cada figura que conforma el prisma de presiones.
El momento de volcamiento con sobrecarga Mvs:
• Empuje Activo Es • Momento de volcamiento Mvs
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON SOBRECARGA
• El procedimiento descrito solo sirve para sobrecargas uniformemente distribuidas, para sobrecargas no uniformes o no lineales se debe realizar un estudio detallado según sea el caso.
• Si el relleno tras el muro esta formado por varios estratos de suelo de espesor constante y paralelos a la superficie de relleno, la presión lateral total se calcula considerando la carga total sobre cada estrato como sobrecarga uniforme.
• Para contener un volumen de tierras de forma estable, es necesario conocer:– Las propiedades y
características del suelo,– La capacidad resistente de
los materiales que conforman la estructura
– Las cargas actuantes– La presencia de aguas
subterráneas– Información que involucre
el lugar donde se construirá el muro y sus adyacencias.
• CASOS
CONSIDERACIONES AL DISEÑAR MUROS CON SOBRECARGA
EJEMPLO
• Los muros sótano se consideran como una losa apoyada entre columna y columna.
• El predimensionamiento de estos muros es el mismo que de los muros en voladizo.
• Estos muros necesitan ser impermeabilizados.
CONCLUSIONES
• Las sobre cargas deben transformarse a alturas equivalentes de los pesos específicos del suelo.
• Las sobre cargas que pueden presentar los muros son de dos tipos:
• Vehiculares
• Materiales