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PUENTES

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<strong>PUENTES</strong><br />

Rafael A. Torres B.


Análisis y Diseño<br />

de<br />

Muros de Contención<br />

de<br />

Concreto Armado<br />

Rafael Ángel Torres Belandria


Muro de Berlín, 13 ago 1961.<br />

R.D.A.<br />

Más de 144 Km


Muro Frontera<br />

México - Estados Unidos<br />

595 Km + 800 Km Barreras


Muro Frontera<br />

Israel - Palestina<br />

638 Km<br />

8 m de altura de Concreto Armado<br />

3 Millardos de $


Puede definirse como muros de<br />

contención, , a las estructuras<br />

capaces de contener o soportar las<br />

presiones laterales o empujes de<br />

tierra generadas por terrenos<br />

naturales o rellenos artificiales.


El proyecto de los Muros de<br />

Contención n contempla:<br />

• Seleccionar el tipo de Muro y sus dimensiones<br />

• Análisis de la estabilidad del Muro<br />

• Diseño de los elementos o partes de Muro


Fuerzas que origina una partícula sobre<br />

un talud natural de tierra<br />

B<br />

f.P. COS φ<br />

P.SEN φ<br />

A<br />

φ<br />

φ<br />

P<br />

P. COS φ<br />

p<br />

⋅<br />

Sen<br />

( ⋅ )<br />

φ = f p Cosφ<br />

f = Tanφ


C<br />

Muro de<br />

Contención<br />

φ<br />

A<br />

B


Valores de φ y γ para diferentes tipos de suelos<br />

Clase de Material<br />

φ ( º )<br />

(T/m3)<br />

Tierra de terraplenes, seca 35 a 40 1.400<br />

Tierra de terraplenes, húmeda 45 1.600<br />

Tierra de terraplenes, saturada 27 1.800<br />

Arena seca 35 1.600<br />

Arena húmeda 40 1.800<br />

Arena saturada 25 2.000<br />

Gravilla seca 35 a 40 1.850<br />

Gravilla húmeda 25 1.860<br />

Grava de cantos vivos 45 1.800<br />

Cantos rodados 30 1.800<br />

γ


CLASIFICACION DE LA<br />

PRESION DE TIERRA<br />

1. Presión Estática<br />

2. Presión Forzada<br />

3. Incremento de presión Dinámica<br />

por efectos sísmicos


PRESION ESTATICA<br />

Estos empujes estan fuertemente<br />

condicionados a la deformabilidad del Muro<br />

1. Empuje de Reposo<br />

2. Empuje Activo<br />

En ambos casos la tierra empuja al muro


EMPUJE DE REPOSO<br />

C<br />

Muro de Contención<br />

Rígido y sin<br />

Desplazamiento<br />

Empuje de Reposo<br />

A<br />

B


EMPUJE ACTIVO<br />

Muro de<br />

Contención<br />

C'<br />

C<br />

Empuje Activo<br />

A'<br />

A<br />

B'<br />

B


Muro de<br />

Contención<br />

C'<br />

C<br />

Empuje = 0<br />

A ' A B’<br />

B


PRESION FORZADA<br />

• Empuje de Pasivo<br />

En este caso el muro empuja en dirección<br />

horizontal contra la tierra


EMPUJE PASIVO<br />

Muro de<br />

Contención<br />

C<br />

C´<br />

Empuje Pasivo<br />

A<br />

A´ B B´


TIPOS DE MUROS DE<br />

CONTENCIÓN


MUROS DE GRAVEDAD<br />

Son estructuras donde el peso propio es<br />

responsable por soportar el empuje del macizo<br />

a contener.<br />

MAMPOSTERIA DE PIEDRA<br />

CONCRETO CICLOPEO<br />

GAVIONES


MUROS DE MAMPOSTERIA DE PIEDRA


MUROS DE CONCRETO CICLOPEO:<br />

40 % Piedra+60 % Concreto


MUROS DE CONCRETO CICLOPEO:<br />

Son sensibles a los asentamientos


GAVIONES


GAVIONES : Flexibilidad<br />

Se deforman sin perder funcionalidad


GAVIONES : Permeabilidad<br />

Son estructuras altamente permeables, lo<br />

que impide que se generen presiones<br />

hidrostáticas.<br />

ticas.


GAVIONES : Durabilidad<br />

EL ALAMBRE: de acero con bajo contenido de carbono,<br />

revestido con GALMAC (aleación n zinc /aluminio) y<br />

recubierto con PVC.<br />

ALAMBRE BCC<br />

GALMAC<br />

PVC


GAVIONES REVESTIDOS:<br />

Pierden Flexibilidad y son sensibles a<br />

los asentamientos


TABLESTACADOS<br />

MURO PANTALLA


Tablestacas<br />

HOESCH


Muros<br />

Prefabricados


Pantallas o Muros Anclados


Geomallas


Tierra Armada ( 1969)


Estribos de Tierra Armada


Estribos de Tierra Armada


TERRAMESH SYSTEM<br />

Maccaferri 1979


Madera


Reciclaje de Cauchos


Geomuros:<br />

Elementos de concreto armado entramado


MUROS EN VOLADIZO DE<br />

CONCRETO ARMADO<br />

Están n básicamente b<br />

compuestos por dos losas<br />

de concreto dispuestas en forma de "L" o "T "<br />

invertida de concreto armado.


Muro de Contención en voladizo<br />

Corona<br />

Relleno de material<br />

granular<br />

Pantalla<br />

Zapata<br />

Sub-drenaje<br />

Puntera<br />

Talón


Muros con<br />

contrafuertes<br />

Pantalla<br />

Corona<br />

Contrafuertes


Profundidad de Fundación:<br />

n: D f<br />

AASTHO 96:<br />

Suelos Sólidos, Sanos y Seguros<br />

D f ≥ 60 cm (2 pies)<br />

D f<br />

Otros casos y suelos inclinados<br />

D f ≥ 120 cm (4 pies)<br />

Fundar a mayores profundidades donde los estratos<br />

de suelo tengan capacidad de soporte adecuada,<br />

evitando arcillas expansivas y suelos licuables


Drenajes : Dren de Pie<br />

> 30 cm<br />

Dren de<br />

Grava<br />

Tubo de drenaje<br />

de pie


Drenajes: Barbacanas<br />

Tubo de drenaje<br />

Barbacanas<br />

Diámetro 4"<br />

cada 2 m²<br />

Dren de Grava


Juntas de Construcción<br />

Juntas de<br />

Construcción<br />

Junta de<br />

Construcción


Juntas de Dilatación<br />

Juntas de<br />

Dilatación<br />

J > 2,5 cm<br />

L< 25 m<br />

J = α ⋅ Δt<br />

⋅ L ≥ 2, 5<br />

cm


ESTABILIDAD<br />

El análisis de la estructura contempla la<br />

determinación de las fuerzas que actúan por<br />

encima de la base de fundación, tales como<br />

empuje de tierra, peso propio, peso de la tierra<br />

de relleno, cargas y sobrecargas con la finalidad<br />

de estudiar la estabilidad del muro de<br />

contención.


ESTABILIDAD<br />

Para garantizar la estabilidad se debe verificar:<br />

• Seguridad al Volcamiento<br />

• Seguridad al Deslizamiento<br />

• Presiones de Contacto<br />

• Seguridad adecuada de los elementos que<br />

conforman el Muro (Corte y Momento)<br />

• Estabilidad Global


ESTABILIDAD<br />

Estabilidad Global<br />

Presiones de<br />

Contacto<br />

Deslizamiento<br />

Volcamiento<br />

Seguridad de<br />

los Elementos<br />

del Muro


EMPUJE DE TIERRAS<br />

Empuje Pasivo<br />

Empuje en Reposo<br />

Empuje Activo<br />

Deformaciones


Métodos para estudiar la Estabilidad<br />

•Método de los Esfuerzos Admisibles<br />

R ≤ R =<br />

s adm<br />

R<br />

n<br />

F.S.<br />

•Método del Estado Límite L<br />

de Agotamiento Resistente<br />

R ≤ Φ ⋅ R<br />

u n


Factores de Reducción n de Resistencia Ф<br />

Tipo de Solicitación<br />

Ф<br />

Flexión sin carga axial<br />

0,90<br />

Flexión en Ménsulas<br />

0,75<br />

Tracción axial 0,90<br />

Corte y Torsión 0,75<br />

Aplastamiento del concreto 0,65<br />

Flexión de concreto sin armar 0,55<br />

Compresión axial con o sin flexión:<br />

Columnas zunchadas<br />

Columnas con estribos<br />

0,70<br />

0,65


Método de los Esfuerzos Admisibles<br />

Seguridad al Volcamiento<br />

FS<br />

v<br />

=<br />

M<br />

M<br />

e<br />

v<br />

≥1,5<br />

Seguridad al Deslizamiento<br />

FS<br />

d<br />

=<br />

F<br />

E<br />

r<br />

h<br />

≥1,5<br />

Presiones de Contacto<br />

σ<br />

adm<br />

≤<br />

FS<br />

q<br />

ult<br />

cap.<br />

portante


Seguridad al Volcamiento<br />

c<br />

H<br />

2<br />

3<br />

ψ<br />

4<br />

H-e<br />

Df<br />

o<br />

1<br />

e<br />

P<br />

F<br />

T<br />

FS<br />

v<br />

=<br />

M<br />

M<br />

e<br />

v<br />

≥1,5


Seguridad al Deslizamiento<br />

H<br />

c<br />

Rv<br />

H-e<br />

FS<br />

d<br />

=<br />

F<br />

E<br />

r<br />

h<br />

≥1,5<br />

Df<br />

o<br />

e<br />

μ = tanδ<br />

P<br />

F<br />

T<br />

r<br />

B<br />

( ) R E c B E<br />

v a v<br />

p<br />

F = μ + + ' ⋅ +<br />

δ<br />

⎛ 2 ⎞<br />

= ⎜ φ ⎟<br />

⎝ 3 ⎠<br />

( 0,5 a 0, ) ⋅ c<br />

c'<br />

= 7


Presiones de Contacto<br />

e x < B / 6<br />

σ<br />

σ max<br />

adm<br />

=<br />

≤<br />

R<br />

B<br />

FS<br />

q<br />

ult<br />

cap.portante<br />

⎛<br />

⎜1±<br />

⎝<br />

v<br />

6<br />

⋅e<br />

B<br />

x<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

D f<br />

σ max<br />

X r<br />

R v<br />

e x<br />

B<br />

B/2<br />

σ min<br />

X<br />

e<br />

x<br />

r<br />

=<br />

M<br />

e<br />

−<br />

R<br />

v<br />

M<br />

⎛ B<br />

= ⎜ − X<br />

r<br />

⎝ 2<br />

v<br />

⎞<br />

⎟<br />


Presiones de Contacto<br />

B / 6 ≤ e x x ≤ > L B/6 / 2<br />

σ<br />

adm<br />

≤<br />

FS<br />

q<br />

ult<br />

cap.portante<br />

B ’ = 3 (B / 2 - e x )<br />

σ max<br />

R v<br />

B’<br />

σ min = 0<br />

σ max<br />

=<br />

2⋅<br />

⎛ B<br />

3⋅⎜<br />

⎝ 2<br />

R<br />

−<br />

v<br />

e<br />

x<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

σ min = 0<br />

B ’/ 3<br />

e x<br />

B / 2


Estado<br />

Límite de<br />

Agotamiento<br />

Resistente<br />

1753-2006 (TABLA 9.3) Capitulo 9<br />

1756-2001 (TABLA 11.1) Capitulo 11<br />

U = 1, 4CP<br />

CP = Carga Permanente o Muerta<br />

CV = Carga Variable o Viva<br />

CE = Efecto Estático del Empuje de Tierra<br />

ED = Efecto Dinámico del Empuje de Tierra<br />

S = Carga Sísmica<br />

U = 1 ,2CP<br />

+ 1, 6CV<br />

U = 1 ,2CP<br />

+ 1,6CV<br />

+ 1, 6CE<br />

U = 0 ,90CP<br />

± 1, 6CE<br />

U = 1, 1CP<br />

+ CV ± ED ±<br />

U = 0, 90CP<br />

± ED ±<br />

S<br />

S


Método del Estado Límite L<br />

de<br />

Agotamiento Resistente<br />

Seguridad al Volcamiento<br />

∑<br />

M ≤ 0, 70<br />

u<br />

∑<br />

M<br />

n<br />

Seguridad al Deslizamiento<br />

V<br />

u<br />

≤<br />

0,80⋅<br />

( μ⋅N<br />

+ c⋅A)<br />

u<br />

Presiones de Contacto<br />

q ≤ 0, 6 ⋅ q<br />

u ult


VERIFICACION DE LA RESISTENCIA<br />

DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES<br />

Por :<br />

•Flexión<br />

•Corte


Elementos de Concreto: : Flexión<br />

Flexión en Vigas: equilibrio de fuerzas con Diagrama de Whitney<br />

d<br />

c<br />

As<br />

b<br />

a<br />

E.N.<br />

0,85 . f’c<br />

z<br />

C = 0,85 . f’c . b . a<br />

T = As . Fy<br />

A<br />

s<br />

=<br />

ñ ⋅ d<br />

−<br />

( ñ ⋅ d )<br />

2<br />

−<br />

2 ⋅ M<br />

Φ ⋅<br />

u<br />

F<br />

⋅ ñ<br />

y<br />

ñ<br />

=<br />

0,85⋅<br />

f<br />

F<br />

y<br />

'<br />

c<br />

⋅b


Características del Ambiente<br />

Concreto colado en contacto con el suelo y<br />

permanentemente expuesto a él<br />

Concreto expuesto al suelo o a la acción del clima:<br />

Varillas del # 6 al 18<br />

Varillas del # 5 o 1 y menores<br />

Concreto no expuesto a la acción del clima ni en<br />

contacto con el suelo:<br />

Losas, Muros, Nervaduras:<br />

Varillas del # 14 al 18<br />

Varillas del # 11 o menores<br />

Vigas, columnas<br />

Refuerzo principal, estribos y espirales<br />

Recubrimiento<br />

neto mínimo<br />

r (cm)<br />

7,5<br />

5<br />

4<br />

4<br />

2<br />

4


Verificación de la Resistencia de los<br />

Elementos Estructurales<br />

Por Flexión:<br />

Zona no Sísmica<br />

Φ ⋅<br />

M<br />

≥<br />

n<br />

M u<br />

Zona Sísmica<br />

d<br />

≥<br />

M<br />

M<br />

u<br />

u<br />

d ≥<br />

0,263⋅<br />

Φ ⋅ f ' ⋅b<br />

0,189⋅Φ ⋅ f ' ⋅b<br />

c<br />

Espesor Total = d+ r<br />

c


Verificación de la Resistencia de los<br />

Elementos Estructurales<br />

Por Corte:<br />

Φ ⋅V ≥<br />

n<br />

V<br />

u<br />

V = V + V = V V = 0,53⋅<br />

f ' ⋅ b ⋅ d<br />

n<br />

c<br />

s<br />

c<br />

c<br />

c<br />

w<br />

d<br />

≥<br />

V<br />

Φ ⋅0,53⋅<br />

u<br />

f<br />

'<br />

c<br />

⋅b<br />

w<br />

Espesor Total = d+ r


INCUMPLIMIENTO DE<br />

LAS CONDICIONES DE<br />

ESTABILIDAD


En caso de no cumplir con la<br />

estabilidad al volcamiento y/o con las<br />

presiones de contacto, se debe<br />

redimensionar el muro, aumentando<br />

el tamaño de la base.


Si no se cumple con la estabilidad al<br />

deslizamiento, debe modificarse el proyecto del<br />

muro, para ello hay varias alternativas:<br />

1.Colocar dentellón o diente que se incruste en el<br />

suelo, de tal manera que la fricción suelo–muro<br />

cambie en parte por fricción suelo-suelo,<br />

generando empuje pasivo frente al dentellón.<br />

2.Aumentar el tamaño de la base, para de esta<br />

manera incrementar el peso del muro y la fricción<br />

suelo de fundación–muro.


Dentellón en la Base<br />

Ep<br />

Dentellón o diente en base<br />

Fricción suelo-suelo<br />

Fricción suelo-muro


EVALUACION DEL<br />

EMPUJE DE TIERRAS


Empuje de Tierras<br />

Método del fluído Equivalente<br />

E<br />

=<br />

⎛ 1<br />

⎜ γ H<br />

⎝ 2<br />

σ<br />

K = h<br />

σ<br />

v<br />

2<br />

⎟ ⎠<br />

⎞<br />

K


CLASIFICACION DE LA<br />

PRESION DE TIERRA<br />

1. Presión Estática<br />

2. Presión Forzada<br />

3. Incremento de presión Dinámica<br />

por efectos sísmicos


PRESION ESTATICA<br />

Estos empujes estan fuertemente<br />

condicionados a la deformabilidad del Muro<br />

1. Empuje de Reposo<br />

2. Empuje Activo<br />

En ambos casos la tierra empuja al muro


Empuje de Reposo<br />

H<br />

Eo<br />

H/3<br />

K = 1− Sen φ<br />

0<br />

E<br />

0<br />

⎛ 1<br />

= ⎜ γ H<br />

⎝ 2<br />

2<br />

⎟ ⎠<br />

⎞<br />

K<br />

0<br />

K 0<br />

ν<br />

= 1−<br />

ν


Empuje de Reposo<br />

Y<br />

Z<br />

z<br />

σ y<br />

σ z<br />

σ x<br />

X<br />

{ σ − ν ( σ σ )}<br />

1<br />

ε<br />

x<br />

=<br />

x y+<br />

E<br />

{ σ − ν ( σ σ )}<br />

1<br />

ε<br />

y<br />

=<br />

y x<br />

+<br />

E<br />

{ σ − ν ( σ σ )}<br />

1<br />

ε<br />

z<br />

=<br />

z x<br />

+<br />

E<br />

z<br />

z<br />

y<br />

σ z<br />

= −γ z<br />

εx = εy<br />

= 0<br />

σ<br />

x<br />

=<br />

σ<br />

y<br />

=<br />

⎛ ν ⎞<br />

⎜ ⎟<br />

⎝1−<br />

ν ⎠<br />

σ<br />

z<br />

K 0<br />

=<br />

ν<br />

1 −<br />

ν


Módulo de Poisson aproximado para<br />

diferentes tipos de suelos<br />

Tipo de Suelo<br />

ν<br />

Arena Suelta 0,20 a 0,35<br />

Arena Densa 0,30 a 0,40<br />

Arena Fina 0,25<br />

Arena Gruesa 0,15<br />

Arcilla Arenosa 0,20 a 0,35<br />

Arcilla Húmeda 0,10 a 0,30<br />

Arcilla Saturada 0,45 a 0,50<br />

Limo 0,30 a 0,35<br />

Limo Saturado 0,45 a 0,50


Valores de K 0 para varios tipos de suelos<br />

Tipo de Suelo<br />

Ko<br />

Arena Suelta 0.4<br />

Arena Densa 0.6<br />

Arena Compactada en Capas 0.8<br />

Arcilla Blanda 0.6<br />

Arcilla Dura 0.5


Empuje de Activo<br />

β<br />

H<br />

ψ<br />

Ea<br />

H/3<br />

⎛ 1 ⎞<br />

E = ⎜ γ H<br />

2<br />

⎟ K<br />

a a<br />

⎝ 2 ⎠


Coeficiente de Empuje de<br />

Activo<br />

K a<br />

1. Teoría de Coulomb<br />

2. Teoría de Rankine


Teoría de Coulomb (1773)<br />

La teoría de Coulomb se fundamenta en una serie de hipótesis que se enuncian a<br />

continuación:<br />

1.El suelo es una masa homogénea e isotrópica y se encuentra adecuadamente<br />

drenado como para no considerar presiones intersticiales en él.<br />

2.La superficie de falla es planar.<br />

3.El suelo posee fricción, siendo Ф φ el ángulo de fricción interna del suelo, la<br />

fricción interna se distribuye uniformemente a lo largo del plano de falla.<br />

4.La cuña de falla se comporta como un cuerpo rígido.<br />

5.La falla es un problema de deformación plana (bidimensional), y se<br />

considera una longitud unitaria de un muro infinitamente largo.<br />

6.La cuña de falla se mueve a lo largo de la pared interna del muro,<br />

produciendo fricción entre éste y el suelo, δ es el ángulo de fricción entre el<br />

suelo y el muro.<br />

7.La reacción E a<br />

de la pared interna del muro sobre el terreno, formará un<br />

ángulo δ con la normal al muro, que es el ángulo de rozamiento entre el muro y<br />

el terreno, si la pared interna del muro es muy lisa (δ = 0°), el empuje activo<br />

actúa perpendicular a ella.<br />

8.La reacción de la masa de suelo sobre la cuña forma un ángulo φ con la<br />

normal al plano de falla.


K a<br />

K a seg<br />

=<br />

2<br />

Sen ψ ⋅ Sen<br />

según Coulomb<br />

( ψ −δ<br />

)<br />

2<br />

( ψ + φ )<br />

⎢1 ⎡ Sen( φ + δ ) ⋅ Sen( φ − β )<br />

+<br />

⎥ ⎤<br />

⎦<br />

⎣<br />

Sen<br />

Sen(<br />

ψ −δ<br />

) ⋅ Sen(<br />

ψ + β )<br />

2<br />

φ = Angulo de fricción interna del suelo<br />

ψ = Angulo de la cara interna del muro con la horizontal.<br />

β = Angulo del relleno con la horizontal.<br />

δ = Angulo de fricción suelo-muro.<br />

⎛ 2 ⎞<br />

⎜δ<br />

= φ ⎟<br />

⎝ 3 ⎠


Para valores de:<br />

ψ = 90 º<br />

β = 0 º<br />

δ = 0 º<br />

K a<br />

=<br />

1−<br />

Senφ<br />

⎛ φ ⎞<br />

= Tan<br />

2<br />

⎜ 45<br />

o<br />

− ⎟<br />

1+<br />

Senφ<br />

⎝ 2 ⎠


Teoría de Rankine (1857)<br />

Rankine realizó una serie de investigaciones y propuso una<br />

expresión mucho mas sencilla que la de Coulomb. Su teoría se<br />

basó en las siguientes hipótesis:<br />

1.El suelo es una masa homogénea e isotrópica.<br />

2.No existe fricción entre el suelo y el muro.<br />

3.La cara interna del muro es vertical (ψ = 90˚).<br />

4.La resultante del empuje de tierras está ubicada en el<br />

extremo del tercio inferior de la altura.<br />

5.El empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la<br />

superficie del terreno, es decir, forma un ángulo β con la<br />

horizontal.


K a<br />

según Rankine<br />

K a<br />

=<br />

Cos<br />

β<br />

Cos<br />

Cos<br />

β<br />

β<br />

−<br />

+<br />

Cos<br />

Cos<br />

2<br />

2<br />

β<br />

β<br />

−<br />

−<br />

Cos<br />

Cos<br />

2<br />

2<br />

φ<br />

φ<br />

φ<br />

β<br />

= Angulo de fricción interna del suelo<br />

= Angulo del relleno con la horizontal.


Para valores de:<br />

β = 0 º<br />

K a<br />

=<br />

φ<br />

1−<br />

Sen ⎛ φ ⎞<br />

= Tan<br />

2<br />

⎜45<br />

o<br />

− ⎟<br />

1+<br />

Senφ<br />

⎝ 2 ⎠<br />

Ecuación similar a la de Coulomb


PRESION FORZADA<br />

• Empuje de Pasivo<br />

En este caso el muro empuja en dirección<br />

horizontal contra la tierra


Empuje Pasivo<br />

H<br />

El muro empuja<br />

contra la tierra<br />

La tierra reacciona<br />

con empuje pasivo<br />

cuyo valor máximo es<br />

Ep<br />

H/3<br />

⎛ 1 ⎞<br />

E = ⎜ γ H<br />

2<br />

⎟ K<br />

p p<br />

⎝ 2 ⎠


Coeficiente de Empuje de<br />

Pasivo<br />

K p<br />

1. Teoría de Coulomb<br />

2. Teoría de Rankine


K p<br />

K p<br />

=<br />

adecuado según Coulomb<br />

2<br />

Sen ψ ⋅ Sen<br />

( ψ + δ )<br />

2<br />

( ψ −φ<br />

)<br />

⎢1 ⎡ Sen( φ + δ ) ⋅ Sen( φ + β )<br />

−<br />

⎥ ⎤<br />

⎦<br />

⎣<br />

Sen<br />

Sen(<br />

ψ + δ ) ⋅<br />

Sen(<br />

ψ + β )<br />

φ = Angulo de fricción interna del suelo<br />

ψ = Angulo de la cara interna del muro con la horizontal.<br />

β = Angulo del relleno con la horizontal.<br />

δ = Angulo de fricción suelo-muro.<br />

2


Para valores de:<br />

ψ = 90 º<br />

β = 0 º<br />

δ = 0 º<br />

K p<br />

=<br />

1+<br />

Senφ<br />

⎛ φ ⎞<br />

= Tan<br />

2<br />

⎜45<br />

o<br />

+ ⎟<br />

1−<br />

Senφ<br />

⎝ 2 ⎠


K p<br />

según Rankine<br />

K p<br />

=<br />

1+<br />

Senφ<br />

⎛ φ ⎞<br />

= Tan<br />

2<br />

⎜45<br />

o<br />

+ ⎟<br />

1−<br />

Senφ<br />

⎝ 2 ⎠<br />

Ecuación similar a la de Coulomb


Valores de movimiento relativo Δ/H para alcanzar la<br />

condición mínima activa y máxima pasiva<br />

de presión de tierras<br />

Tipo de suelo<br />

Valores de Δ/H<br />

Activa<br />

Pasiva<br />

Arena densa 0,001 0,01<br />

Arena medianamente densa 0,002 0,02<br />

Arena suelta 0,004 0,04<br />

Limo compacto 0,002 0,02<br />

Arcilla compacta 0,010 0,05


INCREMENTO DE PRESION<br />

DINAMICA POR EL EFECTO<br />

SISMICO<br />

• Incremento Dinámico del Empuje de Reposo<br />

• Incremento Dinámico del Empuje Activo<br />

• Incremento Dinámico del Empuje Pasivo


Mapa de Zonificación n Sísmica S<br />

de Venezuela<br />

COVENIN 1756-98 (Rev. 2001)


Incremento Dinámico<br />

del Empuje de Reposo<br />

σ xs<br />

H<br />

Eo<br />

ΔDEo = Ao γ H<br />

H/3<br />

σ xi<br />

0,60 H<br />

ΔDE<br />

0<br />

=<br />

A<br />

0<br />

γ<br />

H<br />

= 1,5<br />

A<br />

σ<br />

xs<br />

0<br />

= 0,5<br />

A<br />

σ<br />

xi<br />

0<br />

γ<br />

γ<br />

H<br />

H


Incremento Dinámico<br />

del Empuje de Activo<br />

H<br />

Ea<br />

H/3<br />

ΔDEa<br />

2/3 H<br />

DE<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

1<br />

γ H<br />

2<br />

( K − K )( − C )<br />

Δ =<br />

1<br />

a<br />

as a<br />

2<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

sv


K as<br />

=<br />

2<br />

Cosθ<br />

⋅ Sen ψ ⋅ Sen<br />

β < φ - θ<br />

2<br />

Sen ( ψ + φ −θ<br />

)<br />

⎡ Sen<br />

( )<br />

( φ + δ ) ⋅ Sen( φ − β −θ<br />

)<br />

ψ −δ<br />

−θ<br />

+<br />

β > φ - θ<br />

2<br />

Sen<br />

K as<br />

=<br />

2<br />

Cosθ<br />

⋅ Sen ψ<br />

⎢1 ( ) ( )<br />

⎥ ⎤<br />

⎣ Sen ψ −δ<br />

−θ<br />

⋅ Sen ψ + β ⎦<br />

( ψ + φ −θ<br />

)<br />

⋅ Sen( ψ − δ −θ<br />

)<br />

2<br />

θ =<br />

⎛ Csh<br />

arctan<br />

⎜<br />

⎝1−<br />

C<br />

sv<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

C sh<br />

C<br />

=<br />

0,50<br />

⋅ A<br />

= 0, 70<br />

sv<br />

C sh<br />

⋅<br />

0


Incremento Dinámico<br />

del Empuje de Activo


Incremento Dinámico<br />

del Empuje Pasivo<br />

El muro empuja<br />

H<br />

contra la tierra<br />

Ep<br />

ΔDEp<br />

H/3<br />

H/3<br />

DE<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

1<br />

γ H<br />

2<br />

( K − K )( − C )<br />

Δ =<br />

( 1<br />

p<br />

ps p<br />

2<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

sv


K ps<br />

=<br />

2<br />

Cosθ<br />

⋅ Sen ψ ⋅ Sen<br />

Sen<br />

( ψ + δ + θ )<br />

2<br />

( ψ + θ −φ<br />

)<br />

Sen( φ + δ ) ⋅ Sen( φ + β −θ<br />

)<br />

⎢1 ⎡<br />

−<br />

( ) ( )<br />

⎥ ⎤<br />

⎣ Sen ψ + δ + θ ⋅ Sen ψ + β ⎦<br />

2<br />

θ =<br />

⎛ Csh<br />

arctan<br />

⎜<br />

⎝1−<br />

C<br />

sv<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

C sh<br />

C<br />

=<br />

0,50<br />

⋅ A<br />

= 0, 70<br />

sv<br />

C sh<br />

⋅<br />

0


Muros con Sobrecarga Uniforme<br />

q = γ Hs<br />

H<br />

Es = q H K<br />

Ea =1/2 γ H² K<br />

H/3<br />

q K γ H K<br />

H/2<br />

q ⎛ 1 ⎞<br />

H = E = H ( H 2 H )K<br />

s ⎜ γ ⎟ +<br />

γ<br />

s s<br />

⎝ 2 ⎠


Altura de relleno equivalente a sobrecarga<br />

vehicular H s<br />

AASHTO LRFD 94<br />

Altura del muro<br />

≤ 1,53 m ( 5 pies)<br />

H s<br />

1,68 m ( 5,5 pies)<br />

3,05 m ( 10 pies) 1,22 m ( 4 pies)<br />

6,10 m ( 20 pies) 0,76 m (2,5 pies)<br />

≥ 9,15 m (30 pies)<br />

0,61 m ( 2 pies)


Muros con presencia de agua en el relleno<br />

z<br />

Nivel de Agua<br />

z o<br />

H<br />

p<br />

γ<br />

s<br />

= γ<br />

sat<br />

− γ<br />

agua<br />

p<br />

[ γ ⋅ z + γ ⋅ ( z − z )] ⋅ K + ⋅ ( z − )<br />

= γ<br />

0 s 0<br />

agua<br />

z0<br />

z ≤ z<br />

0<br />

.......... ........ z<br />

0<br />

=<br />

z


Peso Especifico sumergido de diferentes suelos granulares<br />

Material Kg/m 3<br />

Gravas 960-1280<br />

Arenas gruesas y medias 960-1280<br />

Arenas finas y limosas 960-1280<br />

Granitos y pizarras 960-1280<br />

Basaltos 1120-1600<br />

Calizas y areniscas 640-1280<br />

Ladrillo partido 640-960<br />

γ s


PREDIMENSIONADO


Predimensionado de un muro en voladizo<br />

c≥ 25 cm<br />

H<br />

B / 4 ≤ P ≤ B / 3<br />

T = B- F- P<br />

F ≥ H / 10<br />

e ≥H / 10<br />

0,4 H ≤ B ≤ 0,7 H


• Análisis<br />

Casos de Carga<br />

1. Empuje de Tierra + Sobrecarga<br />

2. Empuje de Tierra + Sismo<br />

• Verificar Estabilidad<br />

• Diseñar


Zonas que requieren Acero de<br />

Refuerzo<br />

M pantalla<br />

As pantalla<br />

M puntera<br />

M talón<br />

As inferior zapata<br />

As superior zapata


0.30<br />

RELLENO CON MATERIAL GRANULAR<br />

5.40<br />

BARBACANAS<br />

Ø<br />

4" C / 2 m 2<br />

6.00<br />

0.60<br />

0.60<br />

1.20<br />

0.10<br />

PIEDRA PICADA<br />

1.00<br />

0.60<br />

3.60<br />

2.00<br />

MATERIALES:<br />

CONCRETO............................fc=210 kg/cm<br />

2<br />

ACERO...................................Fy=4200 kg/cm<br />

2<br />

SECCION TIPICA


Volumen de concreto:<br />

4,95 m 3 /ml<br />

Acero de Refuerzo:<br />

217 Kg/ml<br />

REP Ø 3/8" C/25<br />

.20<br />

.20<br />

.20<br />

Acero/Concreto:<br />

REP Ø 3/8" C/25<br />

Ø 1/2" : C/10 : L= 3.50m<br />

.15<br />

.15<br />

1.10<br />

1.10<br />

Ø 1/2" : C/10 : L= 3.50m<br />

.50<br />

Ø 1/2": C/10 : L= 3.00m<br />

REP Ø 3/8" C/25<br />

DESPIECE MURO<br />

43,84 Kg/m 3<br />

Ø 3/8" : C/25 cm : L= 6.00 m<br />

REP Ø 3/8" C/25<br />

Ø 5/8" : C/20 cm : L= 6.00m<br />

Ø 5/8" : C/20 cm : L= 2.00m


PROCESO<br />

CONSTRUCTIVO


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