Muros de Contención

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

PREDIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO

MURO DE SÓTANO

• 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

¡Tengamos un día maravilloso!