Memoria MANTA

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    1/23

    DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    BASADO EN

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    2/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    2

    Contenido

    1  DISEÑO ESTRUCTURAL BOCATOMA QUEBRADA LA HONDA .............................................. 3 1.1.  GENERALIDADES ........................................................................................................... 3 

    1.2.  GEOMETRÍA................................................................................................................... 3 

    1.3.  SUPOSICIONES DE DISEÑO ............................................................................................ 4 

    1.4.  MÉTODO DE DISEÑO ..................................................................................................... 5 

    1.5.  MATERIALES .................................................................................................................. 5 

    1.6.  COMBINACIONES DE CARGA ........................................................................................ 6 

    1.7.  CARGAS ACTUANTES ..................................................................................................... 6 

    1.6.1  Carga Muerta ......................................................................................................... 6 1.6.2  Carga de sismo ....................................................................................................... 7 1.6.3  Carga hidrostática .................................................................................................. 8 1.6.4  Empuje de tierras y Sobre Carga de Equipos durante la construcción ................. 9 1.6.5  Efecto de Rebote ................................................................................................. 10 

    2  MODELO ESTRUCTURAL .................................................................................................... 10 

    3  ASIGNACIÓN DE CARGAS Y SOLICITACIONES EN LA CAJA DE DERIVACIÓN ...................... 12 3.1  SOLICITACIONES .......................................................................................................... 13 

    4  DISEÑO ESTRUCTURAL ...................................................................................................... 17 4.6  RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS ...................................................................... 23 

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    3/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    3

    1  DISEÑO ESTRUCTURAL BOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    1.1. 

    GENERALIDADES

    En este capítulo se presenta el diseño estructural de las unidades hidráulicas que hacen partede la Bocatoma de la quebrada La Honda, en el municipio de Manta (Cundinamarca).

    La Bocatoma está compuesta principalmente por las siguientes unidades hidráulicas:

      CAJA DE DERIVACIÓN

      MURO DE CONTENCIÓN

    1.2. 

    GEOMETRÍA

    Figura 1. Planta Bocatoma

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    4/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    4

    Figura 2. Corte Bocatoma

    La estructura de la Caja de Derivación está compuesta por placas (muros) apoyadas en suscuatro lados, por una losa de fondo en concreto reforzado. Esta estructura Puede estar concontenido de agua al 100 % de su capacidad.

    Las estructuras mencionadas estarán cimentadas sobre un suelo con una capacidad portanteadmisible de 0.50 Kg/cm2 (50 KPa).

    Así sobre las estructuras analizadas, construidas de acuerdo a esta memoria de cálculo,estarán solicitadas por:

    La presión hidrostática, el empuje activo de tierras, las fuerzas sísmicas tanto de la estructuracomo del relleno, la fuerza de impulsión y convección del agua ante un evento sísmico, y lascargas muertas de la estructuras.

    1.3. 

    SUPOSICIONES DE DISEÑO

    Para los análisis matemáticos se consideraron los siguientes aspectos básicos:

    Recomendaciones dadas en el Reglamento NSR-10, Titulo C.23 TANQUES Y ESTRUCTURAS DEINGENIERIA AMBIENTAL DE CONCRETO.

    Para el análisis sísmico se calcula la fuerza de sismo, sobre las estructuras, por el método deanálisis pseudo estático de Mononobe  –  Okabe (aceptado por el reglamento NSR-10) y seconsidera el agua como un líquido en estado sólido el cual produce los mayores efectos de

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    5/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    5

    fuerzas sísmicas, la masa de este liquido se repartirá en los elementos tipo “Shells” quecomponen las paredes de los diferentes modelos.

    El análisis consistió en el cálculo de las solicitaciones máximas sobre las estructuras, bajo laacción de la carga muerta correspondiente, la carga viva, las presiones de agua contenida, elempuje de terreno sobre los muros, las exigencias por carga sísmica y el efecto de rebote quese presenta en el momento de desocupar el tanque.

    1.4. 

    MÉTODO DE DISEÑO

    La estructura de la caja de derivación se modeló mediante el método de los elementosfinitos, usando como herramienta de procesamiento un programa basado en operacionescon matrices denominado SAP2000; los diferentes elementos como muros y placas se

    simularon mediante elementos tipo “ shells ” de dimensiones acordes  para optimizar elmodelo en cuanto a la obtención de resultados lo más reales posibles, el suelo bajo el cual seencuentra cimentada la estructura y que ofrece restricción lateral de los muros se simulómediante el uso de resortes “ cimentación flexible tipo Winkler ”, la constante del resorte enel modelo es el módulo de balasto, Ks = 1.30 kg/cm3.

    Las presiones debidas a empujes hidrostáticos y de tierras fueron asignados a los shellsusando la herramienta del programa SAP2000 “Joint Patterns” y el peso especifico de agua(10 kN/m3) o de relleno (18.5 kN/m3), así como el coeficiente activo de presionesdeterminado para un ángulo de fricción interna de 21°.

    El muro de contención se analizó utilizando una hoja de cálculo, la cual está programada bajolos lineamientos y recomendaciones que el reglamento NSR-10 da para este tipo deestructuras.

    1.5. 

    MATERIALES

    En los análisis que siguen se utilizaron los siguientes materiales, los cuales deben usarse en laconstrucción de las diferentes estructuras:

    CONCRETO:

    f’c= 28 MPa (280 Kg/cm2)Ec= 23811.8 MPa. (238118 Kg/cm2)

    ACERO DE REFUERZO:

    fy= 420 MPa (4200 Kg/cm2)

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    6/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    6

    E= 200000 MPa. (2000000 Kg/cm2)

    1.6. COMBINACIONES DE CARGA

    El diseño de la estructura se realizó siguiendo los dictámenes del reglamento NSR-10, para elmétodo de la resistencia última usando los factores de reducción de resistencia y demayoración de cargas allí descritos, así como las diferentes combinaciones descritas en elcapítulo B.2.4.2 del mismo reglamento.

    Las combinaciones a utilizar fueron las siguientes:

    I: 1.40DII: 1.20D + 1.60L +1.60H

    III: 1.20D + 1.00L +1.00EX + 0.3EYIV: 1.20D + 1.00L +1.00EY + 0.3EXV: 0.90D +1.60H (Tierras, Estructuras semienterradas desocupadas)VI: 0.90D + 1.60H + 1.00EX + 0.3EYVII: 0.90D + 1.60H + 1.00EY + 0.3EXVIII: 1.40D +1.70L (Para diseño de las tapas de los tanques)

    Donde:

    D: Carga muerta

    L: Carga viva Sobre TapasE: Carga de sismo (para Tierras y estructura)H: Cargas hidrostáticas y de empujes de tierraE: Sismo de diseño actuando en la estructura y presión de tierras bajo condición desismo.

    1.7. CARGAS ACTUANTES

    1.6.1  Carga Muerta

    La carga muerta de la estructura está compuesta por el peso propio de los elementos que la

    conforman. Dado el dimensionamiento de los mismos, el programa de análisis utilizadogenera este cálculo automáticamente al asignarle el multiplicador de peso propio al caso decarga correspondiente y lo incluye dentro del caso estático correspondiente.

    Para el análisis del muro de contención corresponde al peso propio del muro, el cual fuetenido en cuenta en la hoja de cálculo que se utilizó.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    7/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    7

    1.6.2 

    Carga de sismo

    Se adiciona la masa que aporta el agua para efectos sísmicos tal como lo define el título A-1del reglamento NSR-10, esta masa se reparte en las paredes de los muros en el modelomatemático. El análisis sísmico se realizó de acuerdo a los parámetros sísmicos del municipiode Manta (Cundinamarca), el cual se encuentra en zona de amenaza sísmica alta con valoresde Aa: 0.20 y Av: 0.25.

    En el análisis del muro de contención, las cargas de sismo se obtuvieron mediante el métodoplanteado por mononobe-akabe.

    A continuación se presentan los cálculos realizados para obtener los empujes del suelocuando actúa bajo acción sísmica, en la caja de derivación.

    av = aceleración vertical del terreno, debida al sismoa = ángulo de la cara del muro con la horizontalah = aceleración horizontal del terreno, debida al sismoβ = ángulo del terreno con la horizontald' = ángulo de las fuerzas con la normal de la car adel muro

    av = 0.25a = 90ah = 0.1 ah=0.5*Aa, (A.5.5.3 a C.C.D.P\95)

    d' = 0.00β = 0y = 7.59

    PRESIÓN LATERAL DE TIERRAS BAJO CONDICIONES SÍSMICAS DE ACUERDO A MONONOBE-OKABE (MÉTODOPSEUDO ESTÁTICO)

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    8/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    8

    = 1.62

    4.39 T/m

    = 0.45

    0.00

    2.34

    2

    )()'(

    )'()''(1  

          

          

     sen sen

     sen sen D

     A

    )'()()cos(

    )'()1(

    2

    2

         

       

     sen sen D

     sena Kae

     A

    v

      Kaea H  Paev)1(

    2

    2

     

     

     

        

                     

               

     

    WRelleno 1

    WRelleno 2

    Wbastago

    Wzarpa centralWRzarpa trasera Wzarpadelantera

     

     

        

                     

               

     

    WRelleno 1

    WRelleno 2

    Wbastago

    Wzarpa centralWRzarpa trasera Wzarpadelantera

     

    1.6.3  Carga hidrostática

    Es la fuerza lateral del agua, que insta abrir las paredes de su estructura contenedora, se

    puede evaluar mediante un triangulo de presiones, considerando el  Agua (10 kN/m3), y lacorrespondiente altura de la lámina del agua.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    9/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    9

    1.6.4 

    Empuje de tierras y Sobre Carga de Equipos durante la construcción

    Se considera para el caso de las estructuras enterradas, una sobre-altura de relleno de 0.6 mde altura, para efectos de tener en cuenta un posible aumento de presiones debido a losequipos de compactación que se usen en el proceso constructivo.

    A continuación se presentan los cálculos realizados para obtener los empujes activos.

    γ relleno = 1.85 T/m3

    σadm = 10 T/m2

    0.6 1.11 T/m2

       20 ° 0.3490659  μ= 0.364

    f'c = 280 Kg/cm

    2

     concreto= 2.4 T/m3

     Aa = 0.2profundidad de enterramiento de la estructu 3.75 m

      β 0.00 0 h' = 0.60 m

    MURO

    RELLENO

    DATOS DE SUELO DE RELLENO Y DE CIMENTACION PAREDES DE CAJA DE DERIVACIÓN

    PRESIÓN LATERAL DE TIERRAS (EMPUJE ACTIVO DE RANKINNE) PAREDES DE CAJA

    SUELO DE SOPORTE SOBRECARGA

    Dada la incertidumbre que se presenta sobre la existencia permanente del suelo localizado al frente

    del muro se desprecia el empuje pasivo que ejerce este suelo

    γ relleno

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    10/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    10

    PRESIÓN LATERAL DE TIERRAS

    = 0.49

    = 8.41 T/m.

    PUNTO DE APLICACIÓN

    0.54 T/m/m Sobre Carga

    Pa 3.40 T/m/m Empuje Activo

     ÁREA yi  AREA*yi2.04 1.9 3.826.37 1.25 7.978.41 11.79

    1.40

    r '

    r

     Ycgr

    r

    'coscoscos'coscoscoscos

    22

    22

         

           

     Ka

    '2*2

    *Pa

      2 Hh H 

     K a

     

     

    1.6.5  Efecto de Rebote

    Al aliviarle las presiones al suelo este reacciona produciéndose el efecto conocido comorebote, que para fines prácticos se puede considerar como un 50 % de las cargas aplicadas,

    esta estimación se hace ya que el estudio de suelos no define ningún parámetro para estimareste efecto.

    2  MODELO ESTRUCTURAL

    El modelo matemático utilizado para realizar el análisis de la caja de derivación se haelaborado utilizando una herramienta computacional, software SAP2000, la cual se alimentacon la geometría, propiedades físicas y mecánicas de cada uno de los elementos que seránmodelados. Para la simulación de las paredes y las losas de la caja de derivación se utilizaronelementos tipo “Shell”, los cuales fueron subdivididos en varios Shell más pequeños, con el

    objeto de discretizar el modelo y obtener resultados más aproximados.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    11/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    11

    Figura 3. Modelo Estructural Utilizado

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    12/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    12

    3  ASIGNACIÓN DE CARGAS Y SOLICITACIONES EN LA CAJA DE DERIVACIÓN

    PRESIÓN DE AGUA SOBRE PAREDES (kN/m²)

    PRESIÓN DE TIERRAS SOBRE PAREDES (kN/m²)

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    13/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    13

    PRESIÓN TIERRAS EN CONDICIONES SISMICAS SOBRE MUROS (kN/m²)

    3.1 

    SOLICITACIONES

    MOMENTO M1-1 SOBRE MUROS (kN-m/m)

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    14/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    14

    Los resultados que se aprecian en la figura son para la combinación 2, estos momentosactúan paralelo al eje 1 local.

    MOMENTO M2-2 SOBRE MUROS (kN-m/m)

    Los resultados que se aprecian en la figura son para la combinación 3, estos momentos

    actúan paralelo al eje 2 local y este eje está en la dirección Vertical de la ilustración deltanque.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    15/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    15

    CORTANTE V1-3 EN MUROS (kN/m)

    Los resultados que se aprecian en la figura actúan en la cara 1 de la los “shell“ y en direccióndel eje 3 local que es perpendicular a los muros, estos cortantes están en unidades de kN/(mlde muro), por lo cual habrá que multiplicar por el ancho efectivo de cada shell para calcularel esfuerzo en la sección y así poder compararlo con el corte que resiste el concreto, según

    NSR-10 cabe anotar que los cortantes que acá se muestran son en la dirección vertical de lailustración.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    16/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    16

    CORTANTE V2-3 EN MUROS (kN/m)

    Los resultados que se aprecian en la figura actúan en la cara 2 de la los “shell“ y en direccióndel eje 3 local que es perpendicular a los muros, estos cortantes están en unidades de kN/(mlde muro), por lo cual habrá que multiplicar por el ancho efectivo de cada shell para calcularel esfuerzo en la sección y así poder compararlo con el corte que resiste el concreto, según

    NSR-10, cabe anotar que los cortantes que acá se muestran son en la dirección horizontal dela ilustración.

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    17/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    17

    4  DISEÑO ESTRUCTURAL

      CAJA DE DERIVACIÓN

    f y :

    f'c:

    ρmín: 0.0050 Según C.23 NSR-10 Rojo: 1

    Sep. Máx. Blanco: 2

    Mod. Balasto: Azul: 3

     Diseño a flexión

         E     l    e    m    e    n     t    o

    b(cm)

    h(cm)

    rec(cm)

    M(kN·m)

    φ

    principal(#)

    φ

    transv.(#)

    ρ ρdef  

    Asrequeridocm2

    Separación

    máxima

    (cm)

    Separación

    adoptada

    (cm)

    Asadopta

    docm2

    Refuerzoadoptado

        ¿     C    u    m    p     l    e     ?

    100 30 5 4.77 4 4 0.0002 0.0025 6.25 20.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 30 5 9.05 4 4 0.0004 0.0025 6.25 20.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 30 5 0.15 4 4 0.0000 0.0025 6.25 20.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 30 5 5.25 4 4 0.0002 0.0025 6.25 20.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 5.51 4 4 0.0004 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 8.60 4 4 0.0006 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 0.96 4 4 0.0001 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 4.44 4 4 0.0003 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 5.17 4 4 0.0003 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 3.78 4 4 0.0003 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 8.50 4 4 0.0006 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    100 25 5 7.56 4 4 0.0005 0.0025 5.00 25.3 20 6.33 # 4 c/ 20cm OK

    Revisión de agrietamiento

    b(cm)

    h(cm)

    rec(cm)

    Mu(kN·m)

    Mservicio(kN·m)

    principal(#)

    transv. (#)

    Separ aciónadoptada(cm)

    N°barras

    100 30 5 4.77 3.41 4 4 20 5.00 23.8 50.0 436.7 Ok

    100 30 5 9.05 6.46 4 4 20 5.00 45.1 50.0 225.0 Ok

    100 30 5 0.15 0.11 4 4 20 5.00 0.7 50.0 14222.0 Ok

    100 30 5 5.25 3.75 4 4 20 5.00 26.2 50.0 395.7 Ok

    100 25 5 5.51 3.94 4 4 20 5.00 34.8 50.0 294.5 Ok

    100 25 5 8.60 6.14 4 4 20 5.00 54.4 50.0 184.8 Ok

    100 25 5 0.96 0.69 4 4 20 5.00 6.1 50.0 1742.3 Ok

    100 25 5 4.44 3.17 4 4 20 5.00 28.1 50.0 368.2 Ok

    100 25 5 5.17 3.69 4 4 20 5.00 32.7 50.0 314.6 Ok

    100 25 5 3.78 2.70 4 4 20 5.00 23.9 50.0 434.3 Ok

    100 25 5 8.50 6.07 4 4 20 5.00 53.7 50.0 187.1 Ok

    100 25 5 7.56 5.40 4 4 20 5.00 47.8 50.0 211.7 Ok

    MURO CORTO

    Hor. Int. M11(+)

    Hor. Ext. M11(-)

    Ver. Int. M22(+)

    Ver. Ext. M22(-)

    LOSA

    Inf. Corto M11(+)

    Sup. Corto M11(-)

    Sup. largo M22(+)

    Inf. largo M22(-)

    Cc(mm)

    Separación (S)

    MáximaRefuerzo

    (cm) s/ACI   ¿     C    u    m    p     l    e     ?

    Tramo Cara

    MURO LARGO

    Hor. Int. M11(+)

    Hor. Ext. M11(-)

    Ver. Int. M22(+)

    Ver. Ext. M22(-)

    F Reducción: 1.40

    Geometría Momentos Refuerzo

    fs(MPa)

       M   U   R   O 

       C   O   R   T   O

    Hor. Int. M11(+)

    Hor. Ext. M11(-)

    Ver. Int. M22(+)

    Ver. Ext. M22(-)

       L   O   S   A

    Inf. Corto M11(+)

    Sup. Corto M11(-)

    Sup. largo M22(+)

    Inf. largo M22(-)

    Geometría Mom. Refuerzo por flexión Refuerzo requerido

    Cara

       M   U   R   O 

       L   A   R   G   O

    Hor. Int. M11(+)

    Hor. Ext. M11(-)

    Ver. Int. M22(+)

    Ver. Ext. M22(-)

    420 MPa Nomenclatura de ejes:

    28 MPa

    30 cm

    2.20 kg/cm³

    DISEÑO ESTRUCTURAL CAJA DE DERIVACIÓN

    Debido a que las solicitaciones son pequeñas, se consideran sólo dos momentos (uno en cada dirección por cada cara) para toda la losa.

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    18/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    18

    Revisión a cortante

    Rojo: 1Blanco: 2

     Azul: 3

    b(cm)

    h(cm)

    recub(cm)

    VukN

    vukN/m²

    φVckN/m²

    φVskN/m²

    Asm²/m

    100 30 5 12.75 51.0 661.4 0.0 0.0000 -100 30 5 22.09 88.4 661.4 0.0 0.0000 -100 30 5 0.16 0.6 661.4 0.0 0.0000 -100 30 5 6.05 24.2 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 21.95 109.8 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 22.51 112.6 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 3.82 19.1 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 7.18 35.9 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 25.28 126.4 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 21.04 105.2 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 39.24 196.2 661.4 0.0 0.0000 -100 25 5 48.59 243.0 661.4 0.0 0.0000 -

    LOSA

    V13(+)

    V13(-)V23(+)

    V23(-)

    MURO LARGO

    V13(+)

    V13(-)

    V23(+)

    V23(-)

    MURO CORTO

    V13(+)

    V13(-)

    V23(+)

    V23(-)

    Nomenclatura de ejes:661.4 kN/m²

    Geometría Cortante

    s sum.Elemento Resultante

    '

    cVc 0.17 f   0.75

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    19/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    19

      MURO DE CONTENCIÓN

    1.DATOS Y PREDIMENSIONAMIENTO

    Asumido

    c: 0.45   0.30   m Ok

    e: 0.54   0.60   m Ok

    H: 5.94 6.00 m

    H1:   0.00   0.00 m

    H2:   5.40   5.40 m

    Base B: 4 .16   4.50   m Ok

    b: 0.59   0.60   m Ok

    pi e: 0.59   1.50   m Ok

    Ta lón: 2.97   2.40   m

    Hrell:   2.50   2.50 m

    :   0   °   0.00D: 1.00   3.60   m

    :   30   °   0.52:   1.60   ton/m³c:   0.00   ton/m²

     Aa:   0.20   g

    2:   20.00   °   0.352:   1.80   ton/m³c2:   0.00   ton/m²

    2. CÁLCULO DE EMPUJES

    2.1 Empuje Activo

    Tipo de Suelo:

    Cos : 1.000Cos : 0.866Sen : 0.500

    Ka: 0.33

    Zc: 0.00 m

    c/z: 0.00

    k'a:   0.377

    sa: 3.20 ton/m²Ea: 9.60 ton/m

    ž:   2.00 m

    DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN (VOLADIZO)

    No Cohesi vo

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    20/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    20

    2.2 Sobrecarga

    q: 0.96 ton/m²

    Es: 1.92 ton/m Eh: 9.98 ton/m

    ž:   3.00 m Ev: 5.76 ton/m

    2.2 Empuje Total:

    ET:   11.52 ton

    2.3 Empujes Activos Para Condiciones Sísmicas (Mononobe-Okabe)

    Kh: 0.10

    Kv: 0.07

    q:   0.11 rad     6.12 °

    d: 0.30 m

    :   0.06 rad     3.18 °

    :   0

    cos²(q): 0.875 0.500

    cos(q): 0.987 0.405

    cos(q): 0.994 cos(i-): 0.998

    cos²(): 0.997

    Kae: 0 .424

    Ea e: 11 .38 ton/m

    DEa e: -0.14 ton

    P to Apl i ca ción: 1.98 m

    3. REVISIONES

    3.1 Factor de Segurida d Contra Volcami ento:

    1 16.04 25.66 2.68 68.75

    2 0.00 0.00 3.17 0.00

    3 1.62 3.89 1.04 4.06

    4 0.81 1.94 0.79 1.545 2.70 6.48 2.25 14.58

    6 2.97 2.85 2.68 7.64

    Pv 5.76 4.50 25.92

      FV 46.58   MR 122.49

    Mo: 23.04 ton-m

    F.S(volc. ) : 5.32 > 2 Ok

    sen():

    sen(qi):

    Sección Área (m²)  Peso

    (ton/m)

    Brazo (m)

    desde C

    CÁLCULO DEL MOMENTO RESISTENTE

    Momento

    (ton-m)

    2

    2

    2

    )cos()cos(

    )()(1

    )cos()(cos)cos(

    )(cos

      q    

    q    

    q      q 

      q  

    i

    i sen sen K  AE 

     

     Kv

     Kh

    1

    tan   1q 

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    21/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    21

    3.2 Factor de Seguridad Contra Deslizamiento:

    k1:   0.67

    k2:   0.67

    kp: 2 .04

    Ep: 23.79 ton/m

    F.S(desliz.) : 3.02 > 1.5 Ok

    3.2 Factor de Seguridad Contra Fall a por Capac idad de Carga:

    e:   0.45 m < 0.75 m

    Xa : 1.80

    Qadm:   20.00   ton/m²

    qpie: 16 .5 5 ton/m²

    qtalón: 4.16 ton/m²

    4. DISEÑO ESTRUCTURAL

    4.1 Diseño de Vástago

    Cortante:

    Ea:   9.60 ton/m f'c:   21.0   Mpa

    Es: 1.92 fy:   420.0   Mpa

    Eae: 11.38 ton/m d: 0.53 m

      E: 13.30 ton/m

    Vu: 13 .3 0 ton/m   Vc: 30.97 ton/m

    Flexión: Long. Transv.

    Mact: 28.53 ton-m Barra #:   6 4

    Mu: 42 .7 9 ton-m   cm:   1.91 1.27k: 1523.41 kN/m² A (cm²):   2.85 1.27

    r:   0.0042As: 22.47 cm²/m Longitudinal # 6 c/ 12.86 cm

    Ast: 10.60 cm²/m Transversal # 4 c/ 30.00 cm

    4.2 Diseño del Pie

    a

    σab   12.42   ton/m²

    b c

    1.50 3.00

    R1 21.72   ton

    4.16

    16.55   σab   R2 24.86   ton

    Σfv   46.58 ton

    4.50

    Ok, Menor que Qadm

    Ok, La Sección de Concreto es Suficiente

    0.60

    Ok

     Dk C  Dk  Ep  p p     22

    2   22

    )(

    )()(.   2221)(

     

     

    Cos Pa

     PpC k  Bk TanV S  F   DESLIZ 

    S

     FV 

     M  M  Be   o R

    S

    SS

    2

    d bc  f  Vc     '17.0  

    R1R

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    22/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    22

    Cortante:

    Va-b: 19.56 ton/m

    Vu: 29.35 ton/m    Vc : 30.67 ton/m

    Flexión:

    Ma-b: 11.38 ton-m Barra #:   6

    Mu: 17.07 ton-m   :   1.91   cm

    k: 619.25 kN/m² A:   2.85   cm²

    r:   0.0017

    As: 10.50 cm²/m Longitudinal Abajo # 6 c/ 24.43 cm

    As t: 10.50 cm²/m Trans vers al # 4 c/ 30.00 cm

    4.3 Diseño del Talón

    Cortante:

    Vb-c : 20.44 ton/mVu: 30.66 ton/m    Vc : 30.67 ton/m

    d: 0.53 m

    Flexión:

    Mb-c: 30.62 ton-m Barra #:   6

    Mu: 45.93 ton-m   :   1.91   cm

    k: 1666.49 kN/m² A:   2.85   cm²

    r:   0.0047

    As: 24.47 cm²/m Longitudinal Arriba # 6 c/ 10.48 cm

    As t: 10.50 cm²/m Trans vers al # 4 c/ 30.00 cm

    Ok, La Sección de Concreto es Suficiente

    Ok, La Sección de Concreto es Suficiente

     

  • 8/19/2019 Memoria MANTA

    23/23

      DISEÑO ESTRUCTURALBOCATOMA QUEBRADA LA HONDA

    MUNICIPIO DE MANTA (CUNDINAMARCA) 

    23

    4.6 

    RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

     

    Todo el equipo para transporte y mezclado del concreto debe de estar limpio.

      Todos los residuos se deben de retirar del lugar que va a ocupar el concreto.

      La parte interna de las formaletas debe de estar protegida.

     

    Refuerzo libre de grasa o cualquier otra sustancia no metálica que impida la adherenciacon el concreto.

      Las juntas de construcción deben de limpiarse removiendo la lechada, el agua estancaday humedecer antes de la otra fundida.

      El tiempo de mezclado debe de ser el suficiente para producir una mezcla homogénea sinllegar a producir segregación tiempo aprox., recomendado 1 min. y medio luego quetodos los componentes estén dentro de la mezcladora al menos que con un tiempo

    inferior se llegue a la homogeneidad de la mezcla.  Para evitar la segregación debida al exceso de manipulación de la mezcla esta se debe de

    realizar cerca del sitio de fundición.

      La velocidad de colocación será tal que el concreto se encuentre en estado plásticopermitiéndole fluir entre las barras de refuerzo.

      No se debe de colocar el concreto que una vez mezclado se le adicione agua ni aquel quese someta a una nueva mezcla luego de su fraguado inicial. Excepto el visto bueno delsupervisor.

      Una vez iniciado el proceso de fundición este debe culminarse hasta las juntas deconstrucción definidas en los planos o de acuerdo los requisitos de la NSR/10.

     

    El concreto exceptuando el de alta resistencia a temprana edad debe de mantenerse auna temperatura mayor a los 10° y húmedo para permitir su hidratación por lo menosdurante los 7 primeros días contados a partir de su vaciado.

     

    Se debe cumplir estrictamente con los recubrimientos mínimos y con la altura útil “d” de

    la sección de cálculo.

     

    El Agregado grueso debe ser del mayor tamaño posible iniciando con un tamaño de 25cm. Sin que se exceda 1/5 de la menor dimensión entre caras de las formaletas o 1/3 delespesor de las losas o 3/4 de la separación libre mínima entre barras de refuerzo.

      En el diseño de la mezcla se debe de tener en cuenta las exigencias de la NSR/10 conrespecto a la relación Agua/ cemento para este tipo de estructuras.

     

    Se deben de manejar relaciones agua / cemento en peso menores de 0.45, elasentamiento máximo Slump medido en el lugar de fundición no debe de ser menor de25 mm para el de la losa ni de 100 mm para el de los muros.

      Se deben de tomar al menos dos cilindros no menos de una vez por día ni menos de unavez por cada 40 m3 o una vez por cada 200 m2 de muro o losa.

    ANEXOS – REPORTE SAP2000