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7/31/2019 MEMORIA ESTRUCURAL DE MURO DE CONTECIN LA S
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MEMORIA DEL DISE OESTRUCTURAL DEL MURODECONTECIONENLA VIA BAGADOCARMELOEN LA S(BAGAD CHOC)
2012
Ing. Harry Alejandro Pineda Padilla M.P. 05202094410ANT. Tel: 3146528555
MEMORIA DE DISEO ESTRUCTURALDE MURO DE CONTENCIN EN LA VIA
BAGADO CARMELO EN LA S
Direccin CABECERA MUNICIPAL
MUNICIPIO DE BAGAD - CHOC
Propietarios:
MUNICIPIO DE BAGAD
Diseo Estructural
Harry Alejandro Pineda Padilla.
Ingeniero CivilM.P. 05202094410 ANT QUIBD
D.C., MARZO DE 2012
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INTRODUCCIN
El Proyecto Estructural contempla la construccin de un muro de contencin de
60m de longitud con una altura de 4.50m, Municipio de Bagad(Choc).
El proyecto se ubica en zona de amenaza ssmica alta de acuerdo al Cdigo
Colombiano Ssmico de Puente de 1995, CCSP-95.
La obra est planteada en estructura conformada por un muro en voladizo en
concreto reforzado para proteger la margen izquierda de la carrera Bagad
Carmelo en el sitio llamado la S.
Los materiales que componen el muro, son concreto de 21.1 MPa y refuerzo
corrugado de 420 MPa.
El cdigo base empleado para el anlisis y diseo de la estructura es el Cdigo
Colombiano ssmico de Puentes, NSR -10, Asociacin Colombiana de Ingeniera
Ssmica AIS, y Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures (ACI
318M-99).
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MEMORIAS DISEO ELEMENTOS EN CONCRETO REFORZADO ENLA VIA BAGAD CARMELO EN EL K10+00
La presente memoria de clculo se refiere al proyecto de un muro de hormign
armado para la contencin de terreno.
A continuacin sern especificadas las caractersticas geomtricas y mecnicas del
muro, el mtodo de clculo utilizado y los tipos de fallas que se han tenido en
consideracin para el clculo,
2. Geometra de la seccin
Para una mejor comprensin de la presente, en la siguiente figura se muestran loselementos que conforman la geometra del muro considerado. El muro analizado
presenta las siguientes caractersticas geomtricas:
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1.10m
0.25m
0m
60m
Altura media del muro: 4.50 Metros
Altura del paramento: 4.00 Metros
Altura base interna: 0.50 Metros Altura base externa: 0.50 Metros
Ancho del muro: 0.25 Metros
Pie interno: 0.00 Metros
Pie externo: 0.00 Metros
Mnsula interna: 1.20 Metros
Mnsula externa: 1.20 Metros
Ancho de la base: 2.80 Metros
5.
4.50m
1.5
1.20m 0.20m 0.20m 1.45m
2.80m
0.50m
El peso propio del muro ha sido considerado de: 215.7 kN/m3
4.0m
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3. Caractersticas del terreno
El terreno presenta las siguientes caractersticas geolgicas:
s = 2.20 t/m3 Peso especfico de mampostera de piedra
s = 1.78 t/m3 Peso especfico del material de relleno = 30 Grados ngulo de friccin interna ( limos secos y sueltos )
f = 0.58 Coeficiente de rozamiento
s = 20.00 t/m2 Capacidad portante bruta del suelo (arena y grava)
hc = 1.50 m Profundidad de cimentacin
4. CARGAS
4.1 Sobrecarga actuante sobre el terreno
Al interno del paramento, ha sido considerada una sobrecarga distribuida
accidental de 10.00 kN/m3, actuante a una distancia de 2.00 metros desde su
baricentro al borde interno del paramento.
4.2 Clculo de las acciones estticas y verificacin de equilibrio
Para el clculo de las mismas ha sido considerado el estado de equilibrio activo
mediante la utilizacin de la formulacin de Coulomb, es decir:
La fuerza actuante en el lado interno del paramento puede considerarse funcin
de la profundidad mediante la siguiente frmula que nos permite calcular la
fuerza Sh para una profundidad h.
Sh = 0,50 . ka . g . h2
El valor del coeficiente de empuje activo ka puede determinarse mediante la
expresin siguiente:
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Aplicando los datos al presente muro, el coeficiente de empuje activo resultaigual a 0.33.
Considerando que el paramento interno posee una inclinacin de 90.00
respecto a la vertical, realizamos el clculo de las acciones resultantes
horizontales y verticales en el mismo resultando las siguientes:
Calculo de los pesos de concreto del muro + suelo para encontrar MR.
ELEMENTO Area (m2) (ton/m3) Peso W (ton/m) Brazo (m) MR (ton.m)
F1 4.8000 1.78 8.544 2.200 18.80
F2 0.4000 1.78 0.712 1.533 1.09F3 0.4000 2.20 0.880 1.467 1.29
F4 0.8000 2.20 1.760 1.300 2.29
F5 1.4000 2.20 3.080 1.400 4.31
7.800 14.976 27.78
2
4 1
3.00 3
E A
1.50 E PA
SP
2.80
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Volcamiento
Las acciones horizontales dan origen a un momento volcador odesestabilizante, mientras que las acciones verticales juntamente con el peso
propio del muro y del terreno sobre la mnsula interna originan un momento
Estabilizador.
Calculo de Fuerza de Friccinfr = 0.9 tan x
WT
donde: = 2/3 = 20
fr = 4.91ton
Calculo de Momento de Volteo.
MV = Ea x (H/3)
MV = 9.01ton*m
REVISION POR VOLTEO MR = 27.78ton*m
FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO
FSV = MR / MV = 3.08
FSV >= 1.503.08 >= 1.50
O.K.
Deslizamiento
Considerando que la fundacin posee una inclinacin de 3.01 respecto a la
horizontal, la fuerza total que provoca deslizamiento en dicho plano resulta:
REVISION POR HUNDIMIENTO O FALLA DE SUELO.-
POSICIN DE LA RESULTANTE
XA = ( Mr - Mv ) / W = 1.30 m
2 * B / 3 >= XA >= B / 3
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1.83 >= 1.25 >= 0.93
O.K.
Excentricidad : e = B / 2 - XA = 0.15m m
e
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Parametros Sismicos:
a) Puente esencial: Grupo I (A.3.5.1.3)
b) Perfil del suelo: Tipo S2. Coeficiente de Sitio = 1.2 Tabla A.3.5-1. S2 = 1.2
c) Ubicacin del Muro: Bagad Choc - A = 0.30. Figura A.3.5-1 A = 0.30
d) Categoria de comportamientossmico (0.29
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2.
Momento centroidal central principal de inercia del estribo I:
083 m4
Area del Muro = 20m*1.0m = 20 m2
Desplazamiento del muro en el extremo libre
H = 4.0m P = 1.0ton
181.142 Kg/cm2 = 1.811.422,09Ton/m2
b) Obtencin del desplazamiento estatico
1.09E-04 m
Obtencin del periodo fundamental del Muro
Obtencin de la aceleracin espectral
De todas las ecuaciones indicadas en el A.3.5.2.5 del CCDSP - 95 se toma la ecuacin A.3.3 para el
clculo de la mxima aceleracin horizontal.
2.62 > 2.5A = 0.75
En consecuencia Sa =0.750g
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Obtencin de la fuerza sismica estatica equivalente
0.52ton/m
Obtencin de la fuerza sismica total que actua sobre el muro en la direccin longitudinal
La fuerza ssmica que acta sobre el muro es igual:
La fuerza para el diseo del vstago ser:
ESTABILIDAD DEL MURO
Calculo de Fuerza de Friccinfr = 0.9 tan x
WT
donde: = 2/3 = 20
fr = 4.91ton
Calculo de Momento de Volteo.
MV = Ea x (H/3)
MV = 9.01ton*m
REVISION POR VOLTEO MR = 27.78ton*m
FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO
FSV = MR / MV = 3.08
FSV >= 1.50
3.08 >= 1.50
O.K.
10.47ton
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REVISION POR DESLIZAMIENTO.-
F.S.D. = (fr + Ep+EQF)/Ea = 3.56
FSV >= 1.50
3.56 >= 1.50
O.K.
REVISION POR HUNDIMIENTO O FALLA DE SUELO.-
POSICIN DE LA RESULTANTE
XA = ( Mr - Mv ) / W = 1.25 M
2 * B / 3 >= XA >= B / 31.87 >= 1.25 >= 0.93
O.K.
Excentricidad : e = B / 2 - XA = 0.15m
e
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7. Clculo de las presiones sobre el terreno
El clculo de las presiones en el terreno se realiza considerando que las acciones en
el muro dan lugar a una reaccin en el terreno con distribucin lineal de tensiones.
Se considera lgicamente, el terreno como material no resistente a la traccin.
De esta manera se determina la posicin del eje neutro y por lo tanto el ancho
efectivo de la fundacin.
Para el anlisis esttico el ancho efectivo resulta: 1.90 metros.
Para el anlisis ssmico el ancho efectivo resulta: 1.71 metros.
A partir de estos datos es posible determinar, sean las presiones mximas que lasmnimas actuantes respectivamente al externo y al interno de la fundacin del
muro.
En este caso el anlisis esttico arroja los siguientes resultados:
Calculo de Fuerza de Friccinfr = 0.9 tan x
WT
donde: = 2/3 = 20
fr = 4.91ton
Calculo de Momento de Volteo.
MV = Ea x (H/3)
MV = 9.01ton*m
REVISION POR VOLTEO MR = 27.78ton*m
FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO
FSV = MR / MV = 3.08
FSV >= 1.50
3.08 >= 1.50
O.K.
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0
REVISION POR DESLIZAMIENTO.-
F.S.D. = (fr + Ep+EQF)/Ea = 1.98
FSV >= 1.50
1.98 >= 1.50
O.K.
REVISION POR HUNDIMIENTO O FALLA DE SUELO.-
POSICIN DE LA RESULTANTE
XA = ( Mr - Mv ) / W = 1.25 m
2 * B / 3 >= XA >= B / 3
1.83 >= 1.25 >= 0.93O.K.
Excentricidad : e = B / 2 - XA = 0.15m m
e
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8. Clculo de las solicitaciones en el muro y de lasarmaduras necesariasEl clculo de los refuerzos necesarios ha sido realizado utilizando la normativaNSR- 10
Las caractersticas de los materiales utilizados son las siguientes: Hormign
f'c:21.00MPa
Acero fy: 420.00 MPaEl recubrimiento considerado en el muro es de 5.00 cm.
Para el clculo de las armaduras necesarias en el anlisis esttico, ha sido
considerado un factor de mayoracin de esfuerzos de 1.70, mientras que las
acciones ssmicas han sido mayorada de un coeficiente 1.00.Solicitaciones y armaduras
a) MuroPara el diseo del muro utilizaremos el grupo de
carga VII Grupo de carga VII: 1.0
(D+B+SF+E+EQF)
Se evalan las cargas horizontales como la suma de presiones del aglomerado
y la sobre carga del mismo.
EQF = 5.23 ton 1.74Ea = ( Ka * s * H2)/ 2 = 4.75 ton
E' = (w*Ka * H)/ 2 = 0.67 tonE total = 10.65 ton
Cortante:V = 10.65tonVu = 1.7*10.65 ton = 18.10ton
b = 1.00md = 0.41m
Flexin:
cortante
Vu 14.44 tn vc 6.53 kg/cm2
d 34.00 cm
vu 4.25 kg/cm2 vu
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Flexin
Mu 29.53 tn-mt
diseo 0.007403
m 23.53 As25.17
cm2Rn 28.39 Refuerzo vertical
2Rn*m/fy 6.36 N separacin use S @
1/m 0.04 N3 2.82 3.00
raiz(1-2Rn*m/fy) 0.83 N4 5.05 5.00
0.007403 N5 7.87 8.00
pmin 0.003333 N6 11.32 11.00
As temp 5.85 N7 15.41 15.00
N8 20.10 20.00
N As-cm2
3.00 0.71
4.00 1.27 Refuerzo horizontal
5.00 1.98 c/cara 3 cm26.00 2.85 N separacin use s @
7.00 3.88 N3 24.27350 24.00000
8.00 5.06 N4 43.41880 43.00000
N5 67.69231 68.00000
DEDOf'c = 210.00
fy = 4200.00
d 34.00
a Va-b 13.204
b Mu 6.9691.20 1.60
vu 3.88
3.67 vu
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N separacion use S @
N3 6.26471 6.0
N4 11.20588 11.0
N5 17.47059 17.0
N6 25.14706 25.0N7 34.23529 34.0
N8 44.64706 45.0
TALON
d 34.00
ce 5.11
c0.40 Vu 3.99
e vu 1.17 kg/cm21.20 1.60 vu
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Refuerzo horizontal
9 .0 0 c m 2
c/cara 4 .5 0 c m 2
N separacin use S @
N3 15.77778 16.0
N4 28.22222 28.0
N5 44.00000 44.0
RESUMEN DE DISEO:
min 0.003333
Asmin= 11.33
N3 6.3 6.0N4 11.2 11.0
N5 17.5 17.0
0 . 2 5 m
N3 @ 24
N5 @ 8
4 . 5 0 m
N4 @ 11
1 . 0 0 m N5 @ 17
0
0 . 5 0 m N3 @ 16
1 .2 0 m 0 .4 0 m 1 .2 0 m
2 . 8 0 m
N5 @ 17
En el caso que las armaduras calculadas anteriormente resulten inferiores a las
mnimas indicadas en la normativa utilizada, se proceder a disponer estas ltimas.
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PRESUPUESTO DE MURO DE CONTENCION EN LA VIA BAGADO - CARMELO EN LA S,MUNCIPIO DE BAGAD - CHOC
ITEM DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD PRECIO VALOR
UNITARIO PARCIAL
I PRELIMINARES1.1 Campamento UN 1.00 3,158,608.84 3,158,6081.2 Localizacin y Replanteo Topografico M
2400.00 9,029.08 3,611,631
1.3 Valla informativa UN 1.00 1,308,539.59 1,308,5391.4 Retiro de material proveniente de excavacin M
3135.00 24,997.09 3,374,607
1.5 Excavacin en material comun humedo. M3
720.00 34,164.11 24,598,1561.6 Llenos en material seleccionado compactado. M
3720.00 130,641.76 94,062,067
1.7 Formaleta en madera M2
545.40 45,075.00 24,583,9051.8 Entibacin en madera M
280.00 55,091.67 4,407,333
II ESTRUCTURA DE ANCLAJES Y TORRES2.1 Concreto clase D (210kg/cm2) M3 162.00 709,525.66 114,943,1572.2 Concreto clase F (140kg/cm2) M3 16.8 533,294.33 8,959,3442.3 Acero de refuerzo de 60.000PSI KG 14797.53 5,716.73 84,593,4212.4 Tuberia de 8" ML 36 82,003.75 2,952,1352.5 Sumidero en concreto UN 4 500,000.00 2,000,000
III Limpieza3.1 Limpeiza y aseo general Global 1 2,000,000.00 2,000,000
COSTO DIRECTO 374,552,908COSTOS INDIRECTOSAdministracin 10% de C.D. 37,455,290Imprevistos 10% de C.D. 37,455,290SUBTOTAL 449,463,490Utilidades: 5% de subtotal 22,473,174I.V.A 3,595,707COSTO TOTAL 475,532,372