DATOSDISEO DE MURO DE CONTENCIN EN VOLADIZODISEO DE MURO DE CONTENCIN EN VOLADIZO1.-DATOS GENERALESPROYECTORIEGO AGUILAYOCSISTEMAAGUILAYOCSECTORHUAYNAPATAESTRUCTURABOCATOMA TORONTOY2.-DATOS DE DISEO2.1NivelesNivel de la CoronaNC=1,726.94msnm4.90Nivel de Aguas MximasNAM=1,726.54msnm4.50Nivel de la Losa de FondoNLF=1,723.44msnm1.40Nivel Desplante de CimentacinNDC=1,722.04msnm0.00Nivel de Terreno Aguas ArribaNTAA=1,723.04msnm1.00Nivel Fretico de AguasNFA=1,723.44msnm1.402.2MaterialesPeso Unitario del ConcretogC=2,400.00Kg/mPeso Unitario del AguagW=1,000.00Kg/mPeso Unitario Hmedo del Relleno (Arena)gr=1,800.00Kg/m2.3CimentacinCapacidad Portante Admisible a 1.50 m de Prof.sadm=3.78Kg/cmDensidad Naturaldnat=1,800.00Kg/mLimite LiquidoLL=%Limite PlsticoLP=%Indice PlsticoIP=0.00%Coeficiente de ConsolidacinCC=Angulo de Friccin InternaF=30.0030.00F=0.52rad0.52Cohesinz=Kg/cmAltura del agua del Nivel FreticoNF=1.40m2.00Eficiencia del Drenk=0.20%1.00Tipo de Suelo de CimentacinSUCS=BoloneraBoloneraAngulo del Relleno con la Horizontald=0.000.00d=0.00rad0.00Coeficiente de Presin ActivaCa=3.00Ca=0.33Condiciones normales cuando el relleno es tierraCoeficiente de Presin PasivaCp=0.33Cp=3.00Condiciones normales cuando el relleno es tierra2.4CoeficientesCoeficiente Ssmico HorizontalyH=0.10%Coeficiente Ssmico VerticalyV=0.05%Coeficiente de Friccin al Deslizamientom=0.70PREDIMENSIONAMIENTO: Muro en Voladizo3.-GEOMETRIA Y PREDIMENSIONAMIENTOMURO AGUAS ARRIBAMURO AGUAS ABAJOH=4.50mAltura Efectiva del MuroH=4.500mf=0.40mH=2.650mH=2.450mBordo Libref=0.400mh=3.10mf=0.130mf=0.200mAltura de la Carga de Aguah=3.100mtHT/10=0.40mh=2.370mh=2.000mPeralte de la Zapatat=0.400mHTH+t=4.90mt=0.500mt=0.500mAltura TotalHT=4.900mb=0.80mHT=3.150mHT=2.950mLongitud del Talnb=0.400mHT/8=0.61mb=0.500mb=0.500mEspesor del Muro en la Coronae=0.300mB/3=1.17me=0.200me=0.200mEspesor del Muro en la Basee'=0.600me=0.30me'=1.000me'=1.000mLongitud de la PuntaL=2.400mHT/10=0.49mL=0.000mL=0.000mLongitud de la BaseB=3.400m(7/100)HT=0.34mB=1.500mB=1.500mAncho de la Zapataa=1.000me'=0.60ma=1.000ma=1.000m(7/100)HT=0.34mEspesor de la Losac=0.000m(12/100)HT=0.59mc=0.150mc=0.250mEspesor del Suelo Bajo la LozaP'=1.000mB=3.50mP'=0.000mP'=0.000mEspesor del Suelo Atrs del MuroP=1.000m(2/5)HT=1.96mP=2.300mP=2.300m(3/5)HT=2.94m(2/3)HT=3.27mLB-(b+e')=2.10m4.-CALCULO DEL COEFICIENTE DE PRESION (Terrenos Oscilatorios)Distancia Abajo de la Superficiey=1.86mCoeficiente de PresinCe=0.65METRADOVolumen de C por m:Zapata:Vc z=1.36mZapata:Vc z=0.75mVc z=0.75mParamento:Vc p=2.03mParamento:Vc p=1.59mVc p=1.47mTotal:Vc T=3.39mTotal:Vc T=2.34mVc T=2.22m

PLAN MERIS:Diseo de Presas Pequenas - US-BUREAU OF RECLAMATION - Pg. 270 - Fig. 165DESIGN OF SMALLDAMS-US-BUREAU OF RECLAMATION-Pag. 272C sobre concreto 0.65-0.80C sobre roca sana y regular 0.80C sobre roca sana con algunas laminaciones 0.70C sobre grava y arena grasa 0.40C sobre arena 0.30C sobre arcilla laminada 0.30C sobre limo y arcilla *

* Realizar ensayos

C.G.5.- CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDADFIGURAAREAXYAREAXYAXAYOBSERVACIONESFig. 1e * Hb + e' - e / 2t + H / 21.350.852.651.153.58Muro (Seccin vertical)Fig. 2(e' - e) * H/2b + 2/3*(e' - e)t + H / 30.680.601.900.411.28Muro (Seccin inclinada)Fig. 3B * tB / 2t / 21.361.700.202.310.27ZapataTOTAL3.393.154.753.865.13SAiXiSAiYiXCG =1.14YCG =1.52SAiSAiFIGURAAREAXYAREAXYAXAYOBSERVACIONESFig. 1e * He' - e / 2H / 21.350.452.250.613.04Muro (Seccin vertical)Fig. 2(e' - e) * H/22/3*(e' - e)H / 30.680.201.500.141.01Muro (Seccin inclinada)TOTAL2.030.653.750.744.05SAiXiSAiYiXCG =0.37YCG =2.00SAiSAi

XCG =YCG =XCG =YCG =

R-LL+S6.- ANLISIS DE ESTABILIDAD6.1.- CONDICION : "RESERVORIO LLENO Y OCURRE UN SISMO"A).- CALCULO DE FUERZAS Y MOMENTOS (Punto "A")FUERZASBRAZO c/r AL PUNTO ACATEGORADIRECCINCUANTIFICACION DE RESULTADOSDESCRIPCINSIMBOLOFRMULAKgFRMULAmFXFYMOMENTOS RESISTENTESMOMENTOS ACTUANTESPeso Propio del MuroW123gC * A1238,124.00X CG1.14RY-0.008,124.009,274.800.00Peso del Agua sobre la Losa Aguas ArribaW4gW * L * h7,440.00B - L/22.20RY-0.007,440.0016,368.000.00Peso de la Losa Aguas ArribaW5gC * L * c0.00B - L/22.20RY-0.000.000.000.00Peso del Suelo sobre la Zapata Aguas ArribaW6dna * L * P'4,320.00B - L/22.20RY-0.004,320.009,504.000.00Peso del Relleno sobre la Zapata Aguas AbajoW7gr * b * P720.00b/20.20RY-0.00720.00144.000.00Peso del Relleno sobre la Zapata Aguas Abajo - Sobre el Muro inclinadoW8gr * (e' - e) * P / 2270.00b + (e' - e)/30.50RY-0.00270.00135.000.00Empuje del AguaEWgW/2 * h24,805.00(t + P' + c) + h/32.43AX--4,805.000.000.0011,692.17Empuje Activo (Terreno Aguas Abajo)PA(1+yH)*Ca*dnat/2 * (t+P)25,821.20(t + P)/30.47RX+5,821.200.002,716.560.00Empuje Pasivo (Terreno Aguas Arriba)PP(1+yH)*Cp*dnat/2 * (t+P'+c)2646.80(t + P' + c)/30.47AX--646.800.000.00301.84Fuerza Ssmica Horizontal en el MuroSHyH * W123812.40Y CG1.52AX--812.400.000.001,231.68Fuerza Ssmica Vertical en el MuroSVyV * W123406.20X CG1.14AY+0.00-406.200.00463.74Empuje por Aceleracin del AguaSS0.726 * yH * gW * Ce * h * y272.10HT - (f + y)2.64AX--272.100.000.00718.34SubpresinSPk * gW * B * NF/2476.00B / 31.13AY+0.00-476.000.00539.47TOTAL-715.1019,991.8038,142.3614,947.23B).- CALCULO DE LA ESTABILIDADFACTOR DE SEGURIDAD CONTRA EL VOLTEO (FSV):Condicin:FSV >=2.00Momentos Actuantes:S MA =14,947.23Kg mMomentos Resistentes:S MR =38,142.36Kg mEntonces:FSV =S MR / S MA =2.55Bien!!!FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA EL DESLIZAMIENTO (FSD):Condicin:FSD >=1.50Fuerzas Actuantes:S Fx =715.10KgFuerzas Resistentes:m * S FY =13,994.26KgEntonces:FSD =m * S FY / S FX =19.57Bien!!!MAGNITUD Y PUNTO DE APLICACIN DE LA RESULTANTE:Fuerzas en X:S Fx =-715.10KgFuerzas en Y:S FY =19,991.80KgMagnitud de la Resultante:R =((S Fx)2 + (S FY)2)1/2 =20,004.59KgMomento Actuante:S M =(S MR - S MA) =23,195.13Kg mFuerza Actuante:S FY =19,991.80KgPosicin de la Resultante:X =S M / S FY =1.16mPRESIONES DEL SUELO CUANDO LA RESULTANTE CAE DENTRO DEL TERCIO CENTRAL:Posicin de la Resultante:X =B / 2 + e =1.16mCondicin:1/3*BX2/3*B1.131.162.27Bien: La Resultante cae dentro del tercio central!!!Longitud de la Zapata:B =3.40mAncho de la Zapata:a =1.00mFuerzas en Y:S FY =19,991.80KgExentricidad:e =X - B / 2 =-0.54mPresin Mxima:smx =(S FY / (a*B))*(1 + 6e / B) =1.15Kg/cm2Bien!!!Presin Mnima:smin =(S FY / (a*B))*(1 - 6e / B) =0.03Kg/cm2Bien!!!PRESIONES DEL SUELO CUANDO LA RESULTANTE CAE FUERA DEL TERCIO CENTRAL:Longitud de la Zapata:B =3.40mAncho de la Zapata:a =1.00mFuerzas en Y:S FY =19,991.80KgExentricidad lmite para que existe compresin::e' =B / 6 =0.57mCondicin:e=210Kg/cm2Entonces, asumido:leb =(4/3) * lebcmDISEO POR CORTANTEFuerzas Actuantes:Esfuerzo cortante ltimo:Vu =1.80 * V, "Vu" es el esfuerzo actuante "V" amplificado por el factor de carga 1.80Fuerzas Resistentes:Propiedades de la seccin:Esfuerzo nominal:Vc =VC + VSEsfuerzo nominal permisible por cortanteEsfuerzo ltimo permisible:Vc = * VC + * VSEsfuerzo ltimo permisible por cortanteCondicin:Vu (1/2) * * VCSI requiere estribosEntonces:VC =0.53 * f 'C1/2 * b * dVS =Vu - VCVS =(Vu - * VC) / Determinacin del estribaje:Separacin terica:s = * AV * f y * d / VS(cm)Separacin mxima para Av mnima:s =AV * f y / (50 * b)(cm)Donde:s MucmxSI requiere acero en compresinTambin se calcula el acero en traccinCalculamos As1 :ASmx =45.29cm20.75 * rb * b * dASeco =25.57cm2Asumido:AS1 =45.29cm2a =28.42cmMuc 1 =10,540,020.37Kg.cmVerificamos si el acero fluye:c =33.43cme 'S =0.00220e y =0.00210Verificamos condicin:E's > Ey, Entonces: El acero en compresin SI fluye!!!1)Si : e 'S > e yEl acero en compresin SI fluyeMomento en compresin:Muc 2 =-3,398,205.70Kg.cmCalculamos As2 :AS2 =-13.44cm2Calculamos f 's :f 'S =4,200.00Kg/cm2Acero en compresin A's :A'S =-13.44cm2Cuanta:r =-0.00394Considerar cuanta mnima!!!Asumido:rasumida =0.00333A'S =11.37cm2Acero total en traccin As :AS =31.84cm2ASmx Permisible =31.84cm2Bien!!!2)Si : e 'S < e yEl acero en compresin NO fluyeMomento en compresin:Muc 2 =-3,398,205.70Kg.cmCalculamos As2 :AS2 =-13.44cm2Calculamos f 's :f 's =4,401.69Kg/cm2Calculamos A's :A'S =-12.83cm2Cuanta:r =-0.00376Considerar cuanta mnima!!!Asumido:rasumida =0.00333A'S =11.37cm2Acero total en traccin As :AS =31.84cm2ASmx Permisible =31.84cm2Bien!!!*** No fluye el acero, la solucin es inconveniente y antieconmica, por lo tanto se debe redimensionar la seccin.CLCULO DEL REFUERZO HORIZONTAL POR CONTRACCIN Y TEMPERATURACara Exterior:AS =Atemp. =2.90cm21/219.67cm# Barras2.00Cara Interior:AS =Atemp. =2.90cm21/219.67cm# Barras2.00CLCULO DE LA DEFLEXIN MXIMA PERMISIBLE lCarga:W =2,263.10Kg/mInercia:I =176,341.43cm4Deflexin:l =0.00cmCONTROL DE GRIETAS DE FLEXIN wAncho estimado de la grieta:w =0.1086 * 10-4 * bh * z(mm)bh =1.20f S =2,520.00Kg / cm2dC =9.22cmA =32.76pulg2z =16,910.39Kg / cmEntonces:w =0.220mmCLCULO DE LONGITUDES DE DESARROLLO O ANCLAJE PARA EL REFUERZO EN TENSIN ldLongitud de anclaje:ld =3.7714 * db * (3/40) * ( f y / f 'C1/2 ) * ( a * b * g * l ) / ( ( c + K tr ) / db )- Dimetro de la barra:db =2.54cm- Factor de posicin del refuerzo:a =1.00- Factor de recubrimiento:b =1.00Condicin:a * b =Bien!!!- Factor del tamao del refuerzo:g =1.00- Factor de C con agregado de peso ligero:l =1.00- Separacin o dimensin del recubrimiento:c =2.66cm- Indice de refuerzo transversal:K tr =Condicin:( c + K tr ) / db =1.05Entonces:ld =219.00cmCLCULO DE LONGITUDES DE ANCLAJE PARA EL REFUERZO EN COMPRESIN ldbLongitud de anclaje:ldb =3.7714 * 0.02 * db * ( f y / f 'C1/2 ) >= 14.2234 * 0.0003 * db * fy- Dimetro de la barra:db =1.91cmldb =45.62cml'db =34.14cmEntonces:ldb =46.00cmCLCULO DE LA LONGITUD DE EMPALME A TENSIN leLongitud de anclaje:ld =219.00cmLongitud de empalme, Calse A:le =1.0 * ld( cm )Longitud de empalme, Calse B:le =1.3 * ld( cm )Clase =BCalculado:le =285.00cmAsumido:leb >=31.00cmle =285.00cmCLCULO DE LA LONGITUD DE EMPALME A COMPRESIN lebLongitud de empalme:leb =14.2234 * 0.0005 * f y * db( cm )Para, f y 4200 Kg/cm2Calculado:leb =57.00cmleb >=31.00cmleb =57.00cmCondicin:f 'C Vc / 2, Si requiere estribos!!!Vu > Vc, Efectuar el diseo para el refuerzo transversal!!!Resistencia proporcionada por los estribos:VS =4,689.23KgDeterminacin del estribaje:Dimetro de la barra:db =3/8pulg.Area del estribo:AV =1.43cm2Separacin terica:s1 =82.22cmSeparacin mxima para Av mnima:s2 =37.00cmAVmin =1.39cm2Separacin mxima:V 'S =1.06 * f 'C2 * b * d =47,816.17KgV ''S =2.12 * f 'C2 * b * d =95,632.35KgVerificamos:VS