DISEÑO DE MURO DE CONTENCION DE CONCRETO ARMADO h>= 5mts(METODO LRFD, LIMITE DE RESISTENCIA)

DATOS GENERALES:(INGRESAR DATOS EN CUADRO AZUL)Altura total del muro: H = 6.00 m

SUELO DE FUNDACION

Tipo arcilla media

Peso específico Ps = 1.70 tn/m3

Angulo de fricción interna Ø = 30.00 ° Capacidad portante del suelo en Servicio q1 = 20.00 tn/m2

Capacidad portante del suelo en Resistencia q2 = 27.00 tn/m2

Capacidad portante del suelo en Evento Extremo q3 = 60.00 tn/m2

Desplante Df= 0.00 m

Choesion C= 0.00 Kg/cm2

MATERIALES DEL MURO

Resistencia del concreto F´C= 210.00 Kg/cm2

Resistencia del Acero F´Y= 4200.00 Kg/cm2

Peso Especifico del concreto ᵞc= 2.40 tn/m3

SUELO DE RELLENO

Peso específico Ps = 1.70 tn/m3Angulo de talud 0.00 ° Angulo de fricción interna Ø = 30.00 ° Coeficiente de friccion u u= 0.60

Choesion C= 0.00 Kg/cm2

CONDICION DE SITIO

Zona sismica Z= 4

Sobrecarga Vehicular Ls= tn/m

Sismeta de drenaje Sistema= barbacanas

PREDIMENSIONAMIENTO DEL MURO

DIM

ENSI

ON

ES

Altura de la zapata hz= 0.50 m

Altura de la pantalla hp= 5.50 m

Altura efectiva hef= 5.70 m

Corona c= 0.30 m

Base de la pantalla bp= 0.60 m

Talud posterior tp= 0.30 m

Base de la zapata bz= 3.60 m

Punta p= 0.60 m

Talon t= 2.40 m

Borde libre bl= 0.30 m

ADICIONALArea de muro ( para carculo de fuerzas) Am= 4.28 m2

Centro de gravedad del muro (respecto a punto inferior izquierdo de la zapata)

Cx= 1.24 m

Cy= 1.81 m

ANGULOS

Angulo de la cara posterior del muro con la horizontal 86.88 ° Angulo de friccion interna del relleno 30.00 ° Angulo de friccion entre el relleno y el muro 20.00 ° Angulo del talud de relleno 0.00 ° Angulo de la cara posterior del muro con la vertical 3.12 °

CARGAS DEL RELLENO

Coeficiente de empuje activo lateral de tierras ka= 0.32

Presion lateral del relleno PEH= 3.10 tn/m2

Resultante lateral del relleno EH= 8.85 tn/m

Fuerza horizontal del relleno EHh= 8.31 tn/m

Fuerza vertical del relleno EHv= 2.84 tn/m

SOBRECARGA

Presion lateral del relleno debido a sobrecarga PLS= 0.33 tn/m2

Resultante lateral del relleno debido a sobrecarga LS= 1.86 tn/m

Presion vertical del relleno debido a sobrecarga PLSV= 1.02 tn/m2

Resultante vertical del relleno debido a sobrecarga LSV= 2.45 tn/m

DATOS SISMO

Aceleracion sismica a= 0.45 m/s2

Coeficiente sismico Horizontal Kh= 0.23

Coeficiente sismico Vertical Kb= 0.12

Angulo 14.65 ° Coeficiente dinamico de empuje de suelo activo Kae= 0.55

Empuje activo dinamico Ed= 13.41 tn/m

Incremento dinamico de empuje EQ= 5.09 tn/m

CALCULO DE FUERZAS Y MOMENTOS ESTABILIZADORAS Y DESESTABILIZADORAS

FUERZAS Y MOMENTOS ESTABILIZADORES

  CARGAS (items) PESO (ton) BRAZO (m) Momento (ton*m)

1 DC =Peso de muro 10.26 1.24 12.73

2 EV = Peso relleno 22.54 2.32 52.38

3 EHV =Comp. Vertical Empuje 2.84 3.60 10.24

4 LSV = Sobrecarga sobre relleno 2.45 2.10 5.14

FUERZAS Y MOMENTOS DESESTABILIZADORES

  CARGAS (items) PESO (ton) BRAZO (m) Momento (ton*m)

1 EHh= Comp. Horizontal Empuje 8.31 1.90 15.79

2 EQ = Empuje lateral por sismo 5.09 3.80 19.36

3LSH =Empuje horizontal por sobrecarga 1.86 2.85 5.31

4 EQM= Empuje inercial de muro 1.54 1.81 2.79

5 EQR= Empuje inercial de relleno 3.38 3.15 10.65

CALCULO DE FUERZAS ESTABILIZADORAS AMPLIFICADAS

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 DC =Peso de muro 10.26 12.83 9.23 12.83 9.23

2 EV = Peso relleno 22.54 30.43 22.54 30.43 22.54

3 EHV =Comp. Vertical Empuje 2.84 2.84 2.84 2.84 2.844 LSV = Sobrecarga sobre relleno 2.45 4.28 4.28 1.22 1.22

  FUERZA ESTABILIZADORA   38.09 50.38 38.90 47.32 35.84

CALCULO DE MOMENTOS ESTABILIZADORES AMPLIFICADAS

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 DC =Peso de muro 12.73 15.91 11.45 15.91 11.45

2 EV = Peso relleno 65.47 78.57 47.14 78.57 47.14

3 EHV =Comp. Vertical Empuje 10.24 10.24 10.24 10.24 10.24

4 LSV = Sobrecarga sobre relleno 5.14 9.00 9.00 2.57 2.57

  MOMENTO ESTABILIZADOR   93.57 113.70 77.82 107.28 71.40

CALCULO DE FUERZAS DESESTABILIZADORAS AMPLIFICADAS

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 EHh= Comp. Horizontal Empuje 10.39 12.47 7.48 12.47 7.48

2 EQ = Empuje lateral por sismo 0.00 0.00 0.00 5.09 5.09

3LSH =Empuje horizontal por sobrecarga 1.54 2.69 2.69 0.77 0.77

4 EQM= Empuje inercial de muro 0.00 0.00 0.00 1.54 1.54

5 EQR= Empuje inercial de relleno 0.00 0.00 0.00 3.38 3.38

  FUERZA DESESTABILIZADORA   11.93 15.16 10.17 23.25 18.27

CALCULO DE MOMENTOS DESESTABILIZADORES AMPLIFICADAS

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 EHh= Comp. Horizontal Empuje 19.74 23.69 14.21 23.69 14.21

2 EQ = Empuje lateral por sismo 0.00 0.00 0.00 19.36 19.36

3LSH =Empuje horizontal por sobrecarga 2.79 4.87 4.87 1.39 1.39

4 EQM= Empuje inercial de muro 0.00 0.00 0.00 2.79 2.79

5 EQR= Empuje inercial de relleno 0.00 0.00 0.00 10.65 10.65

  MOMENTO DESESTABILIZADOR 22.53 28.57 19.09 57.88 48.41

VERIFICACION DE EXCENTRICIDAD

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 Excentricidad (e = bz/2 - (Me-Md)/Fe) -0.07 0.11 0.29 0.76 1.16

2 excentricidad maxima (bz/4 ^ bz/3) 0.90 0.90 0.90 1.20 1.20

Ok! Ok! Ok! Ok! Ok!

VERIFICACION DE DESLIZAMIENTOS

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 Fuerza desestabilizadora 11.93 15.16 10.17 23.25 18.27

2 Resistencia al corte 1.00 0.80 0.80 1.00 1.00

3 Fuerza de friccion estabilizadora 22.86 24.18 18.67 28.39 21.51

Ok! Ok! Ok! Ok! Ok!

VERIFICAION DE PRESIONES

  CARGAS (items) Servicio I  Resistencia I Resistencia Ia Evento Extr. I Evento Extr. Ia

1 Excentricidad 0.00 0.11 0.29 0.76 1.16

2 Excentricidad maxima bz/6 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60

3 Presion maxima 10.58 16.57 16.03 29.71 29.18

4 Presion minima 10.58 11.43 5.58 0.00 0.00

Ok! Ok! Ok! Ok! Ok!

TABLA 1

Altura de suelo equivalente por sobrecarga vehicular, en muros de sostenimiento paralelo al trafico (AASHTO LRFD, T3.11.6.4-2)

ht (m) = altura total del muro

Heq(m)= distancia entre la cara posterior del muro y el 

trafico

0.00 m 0.30m o más

1.50 1.50 0.603.00 1.05 0.60

> o =  6.00  0.60 0.60

Angulos de Fricciones usuales

ANGULOS DE FRICCION USUALES           TIPO DE TERRENO   P. ESP.   ANG. FRIC.      Kg/cm2    

ARCILLA SUAVE  1440 a 1920   0° a 15°

ARCILLA MEDIA  1600 a 1920   15° a 30°

LIMO SECO Y SUELTO  1600 a 1920   27° a 30°

LIMO DENSO  1760 a 1920   30° a 35°

ARENA SUELTA Y GRAVA1600 a 2100   30° a 40°

ARENA DENSA Y GRAVA1920 a 2100   25° a 35°

ARENA SUELTA, SECA Y BIEN GRADUADA1840 a 2100   33° a 35°

ARENA DENSA, SECA Y BIEN GRADUADA1920 a 2100   42° a 46°

Factores de zona (aceleraciones maximas E0.30)

Tabla N°1

FACTORES DE ZONA ZONA

0.45 40.35 30.25 20.10 1

Combinaciones de cargas y Factores de cargaCombinaciones de carga y Factores de carga: Q = yiQi ………………………………...………………….. AASHTO LRFD (3.4.1-1)

Combinaciones de Carga Servicio I Resistencia I

Resistencia Ia

Evento Extr. I

Evento Extr. Ia

DC : Peso propio estructural     1 1.25 0.9 1.25 0.9EH : Empuje horizontal del suelo     1.25 1.5 0.9 1.5 0.9

EV : Presión vertical del suelo     1 1.35 1 1.35 1LS : Sobrecarga viva 1 1.75 1.75 0.5 0.5EQ : Sismo 0 0 0 1 1

Factores de Resistencia…………………….…. AASHTO LRFD (5.5.4.2.1)

Tipo de Resistencia FactorPara tensión controlada 0.90Para corte y torsión 0.90Para compresión controlada 0.75

Factores de resistencia al deslizamiento….……….………. AASHTO LRFD (10.5.5-1)

Condicion Tipo Factor

Resistencia al corte medida en ensayos en laboratorio

Servicio 1.00Resistencia 0.80Evento Extremo 1.00

() …………………….…. AASHTO LRFD (5.5.4.2.1)

0.90.9

0.75Factores de resistencia al deslizamiento(t) ….……….………. AASHTO LRFD (10.5.5-1)TipotServicio

1Resistencia

0.8Evento extremo

1