“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA

RESPONSABLE Y COMPROMISO CLIMÁTICO”

DISEÑO DE ACERO DEL CL 07 –

PREGUNTA 3

FACULTAD : INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA : INGENIERIA DE CIMENTACIONES

DOCENTE : NATIVIDADSANCHEZ AREVALO

ALUMNO : MAYHUA HUAMÁN JACK

2014

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 2

ASUMIR

Fc 210.00 Kg/cm2 0.600

Fy 4200.00 Kg/cm2 0.300

Ǿ 30.00 grados (°) h/12 a h/10 0.53a0.64 0.600

µ 0.50 4.200

ال 1.90 Tn/m3 B/3-b/2 1.100 1.100

ALTURA ( H ) 7.00 m 2B/3-b/2 2.500 2.500

SOBRECARGA ( W ) 0.50 Tn/m2

hp 0.00 m

EMPUJE S/C

h s = W / ال = 0.263 0.270 m

H+hs 7.270 m

Ha1 1.197 Tn/m

BRAZO PALANCA 3.500 m

EMPUJE ACTIVO

Ǿ 0.524 radianes

1-SenǾ 0.5

1+SenǾ 1.5

Ca 0.333

Ca * ال 633.33 kg/m3

B/(H+hs) 0.563 m

B 4.092 4.200 m

Ha2 15.517 Tn/m

BRAZO PALANCA 2.333 m

Σ EMPUJE Ha1+Ha2 16.714 kg/m

40.395 m

BASE (B)

PUNTA

TALON

Σ Mvolteo

Hallado mas abajo

DATOS PREDIMENSIONAMIENTO

PERALTE ( d )

CORONA

CUELLO (b)

0.60 min.

de 0.20 a 0.30 m

Dimensionar forma completa el siguiente muro en voladizo (pantalla y cimentación), verificar la estabilidad del muro y calcular las presiones del suelo, (8p)

ALTURA H

SOBRECARGA W

ALTURASUELO

PASIVO

PUNTA TALONCUELLO

BASE B

b

hp

CORONA

RELLENODELANTE DE

MURO

d

h

Hallando el dato que nos

pide en la tabla

interpolamos y

así obtenemos

el valor de B

(base).

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 3

0.30

6.40 7.00 1197.00

15516.67

3.50

2.33

0.60

Eactivo Esobrecarga

1.10 0.60 2.50

4.20

MOMENTO

W1= 6048 12700.800

W2= 2304 2995.200

W3= 4608 7142.400

W4= 30400 89680.000

W S/C= 1250 3687.500

ΣRv= 44610 kg ΣMr= 116205.9 kg.m

116205.9

40395.06

0.5x44610

16713.67

116205.9-40395.1

44610.00

VERIFICAMOS SI LA RESULTANTE PASA POR EL ÑÚCLEO CENTRAL

= = 1.699 ˃4.2/3=1.4

OK!!

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA DESLIZAMIENTO

= = 1.335 ˃1.5

MAL

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA VOLTEO

= = 2.88 ˃2

OK!!

0.3x6.4x2400= 1.550

6.4x2.5x1900= 2.950

500x2.5= 2.950

FUERZAS RESISTENTES

FUERZAS BRAZO PALANCA

4.2x0.6x2400= 2.100

0.3x6.4x2400x0.5= 1.300

ANALISIS DE ESTABILIDAD

W4W3

W2

W1

S/C

El analisis se hace por 1m.

A

Cómo observamos el factor de seguridad contra

deslizamiento no es suficiente esto hace llegar la

conclusión que las fuerzas resistentes no son

suficientes la cual nos proporcionan la fuerza de

fricción que es ocasionada por el peso de la

estructura, es por eso que aumentamos sus

dimensiones. Preferentemente lo hacemos para la

base ya que sería lo más conveniente. Entonces en

la siguiente página obtenemos los resultados del

nuevo predimensionamiento.

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 4

Entonces tomamos una base de 4.80 m con lo cual verificamos si convenientemente el F.S.

contra deslizamiento es conforme.

0.30

6.40 7.00 1197.00

15516.67

3.50

2.33

0.60

Eactivo Esobrecarga

1.30 0.60 2.90

4.80

MOMENTO

W1= 6912 16588.800

W2= 2304 3456.000

W3= 4608 8064.000

W4= 35264 118134.400

W S/C= 1450 4857.500

ΣRv= 50538 kg ΣMr= 151100.7 kg.m

151100.7

40395.06

0.5x50538

16713.67

151100.7-40395.1

50538.00

OK!!

OK!!

VERIFICAMOS SI LA RESULTANTE PASA POR EL ÑÚCLEO CENTRAL

= = 2.191 ˃4.8/3=1.6

= 3.74 ˃2

OK!!

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA DESLIZAMIENTO

= = 1.512 ˃1.5

0.3x6.4x2400x0.5=

0.3x6.4x2400=

6.4x2.9x1900=

500x2.9= 3.350

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA VOLTEO

=

ANALISIS DE ESTABILIDAD

FUERZAS RESISTENTES

FUERZAS BRAZO PALANCA

4.8x0.6x2400= 2.400

3.350

1.750

1.500

W4W3

W2

W1

S/C

El analisis se hace por 1m.

A

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 5

13.29 TN/M2 7.77 TN/M2

4.8-4.381

2.00

50538.00 63513.33333

4.80 23.04

50538.00 63513.33333

4.80 23.04

= 49088 kg

= 146243 kg.m

146243.20

40395.06

0.5x49088

15516.67= = 1.582 ˃1.5

ES NECESARIO VERIFICAR EL F.S POR VOLTEO Y F.S. POR DESLIZAMIENTO SIN S/C, POR

SEGURIDAD, YA QUE ESTÁ NO PUEDE ESTAR PARCIALMENTE O TOTALMENTE

= = 3.62 ˃2

OK!!

kg/m2

= - = 7772.09 kg/m2

OK!!

CÁLCULO DE PRESIONES EN EL SUELO

= + = 13285.41

CÁLCULO DE LA EXCENTRICIDAD

= = 0.209 <4.8/6=0.8

OK!!

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 6

Ǿ 0.524 radianes

0.30 1-SenǾ 0.500

H S/C Ha pantalla 1+SenǾ 1.500

Ca 0.333

ال 1.900 Tn/m3

h s 0.270 m

H S/C= 1094.40

6.40 7.00

Ha= 12970.67

3.20

2.13

0.60 Eactivo

1.30 0.60 2.90

Interpolando para hallar ρ0.0052 18.45

ρ 18.17 =

0.005 17.7849 = 27.63 cm2

ρ= 0.00512

ÁREA

CM2

5/8 " 1.99 7.20 7.50 Ǿ5/8"@0.075m

3/4 " 2.84 10.28 10.00 Ǿ3/4"@0.1m

1 " 5.1 18.46 17.50 Ǿ1"@0.175m

DISEÑO DE ARMADURA DE PANTALLA

Esobrecarga

4.80

0.333x1900x6.4²

2= = 12970.67 kg

= = 1094.40 kg0.333x1900x0.27x6.4

18.171x(60-6)²

= 1.7(27670.756+3502.08) = 52993.82 kg.m

En la base del muro tiene 0.6 m y en la cresta tiene 0.3 m.

PULG. CM

DIÁMETROS S

0.00512x100x54

=52993.82

=

A

Para el proceso de corte de acero puesto que sabemos que los esfuerzos son

mayores en la parte inferior y sabemos que entrará más acero es por eso que

usamos un altura h/3 la cual verificamos si cumple en la siguiente página.

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 7

Ǿ 0.524 radianes

0.30 1-SenǾ 0.500

H S/C Ha pantalla 1+SenǾ 1.500

Ca 0.333

ال 1.900 Tn/m3

h s 0.270 m

H S/C= 821.94

Ha= 7316.28

6.40 4.81

0.225 2.40

1.60

0.30 h/3-d= 1.59

0.60 Eactivo

1.30 0.60 2.90

Interpolando para hallar ρ0.003 10.9386

ρ 10.75 =

0.0028 10.2343 = 13.72 cm2

ρ= 0.00295

ÁREA

CM2

5/8 " 1.99 14.51 12.50 Ǿ5/8"@0.125m

3/4 " 2.84 20.70 20.00 Ǿ3/4"@0.2m

1 " 5.1 37.18 30.00 Ǿ1"@0.3m

= 821.94 kg

= 7316.28 kg

Esobrecarga

4.80

=0.333x1900x4.81²

2

= 0.333x1900x0.27x4.81

= 1.7(11722.308+1975.396) = 23286.10 kg.m

En la base del muro tiene 0.525 m y en la cresta tiene 0.3 m.

=23286.10

= 10.751x(52.5-6)²

0.00295x100x46.53125

DIÁMETROS S

PULG. CM

A

9.00 cm2

6.75 cm2

15.00 cm2

11.25 cm2As min horizontal superior=

As min horizontal inferior= 0.0025x100x60=

0.0025x100x45=

El muro planteado tiene 9m de longitud

As min vertical inferior=

As min vertical superior=

0.0015x100x60=

0.0015x100x45=

Entonces tenemos para el muro de pantalla un diseño final de:

En la parte superior mayor a los 2.15m, acero de ¾ @0.10m y en la parte

inferior hasta los 2.15m, acero de ¾ @0.20m.

ING. CIMENTACIONES UCCI

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En los siguientes diseños el acero escogido y la distribución escogida están sombreadas de

color rojo:

ÁREA

INFERIOR CM2

3/8 " 0.71 11.9 a 15.8 10.00 Ǿ3/8"@0.1m

1/2 " 1.29 21.5 a 28.7 22.50 Ǿ1/2"@0.225m

4.5 a 6 5/8 " 1.99 33.2 a 44.2 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

ÁREA

SUPERIOR CM2

3/8 " 0.71 15.8 a 21.1 20.00 Ǿ3/8"@0.2m

1/2 " 1.29 28.7 a 38.2 30.00 Ǿ1/2"@0.3m

3.375 a 4.5 5/8 " 1.99 44.2 a 59 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

ÁREA

INFERIOR CM2

3/8 " 0.71 7.1 a 9.5 7.50 Ǿ3/8"@0.075m

1/2 " 1.29 12.9 a 17.2 15.00 Ǿ1/2"@0.15m

7.5 a 10 5/8 " 1.99 19.9 a 26.5 20.00 Ǿ5/8"@0.2m

ÁREA

SUPERIOR CM2

3/8 " 0.71 9.5 a 12.7 10.00 Ǿ3/8"@0.1m

1/2 " 1.29 17.2 a 22.9 20.00 Ǿ1/2"@0.2m

5.625 a 7.5 5/8 " 1.99 26.5 a 35.4 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

ÁREA

INFERIOR CM2

3/8 " 0.71 9.5 a 14.3 10.00 Ǿ3/8"@0.1m

1/2 " 1.29 17.2 a 25.8 25.00 Ǿ1/2"@0.25m

5 a 7.5 5/8 " 1.99 26.5 a 39.8 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

ÁREA

SUPERIOR CM2

3/8 " 0.71 12.7 a 19 15.00 Ǿ3/8"@0.15m

1/2 " 1.29 22.9 a 34.4 30.00 Ǿ1/2"@0.3m

3.75 a 5.625 5/8 " 1.99 35.4 a 53.1 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

ACERO HORIZONTAL INTERIOR

PULG. CM

CMPULG.

SDIÁMETROS

CMPULG.

SDIÁMETROS

ACERO HORIZONTAL EXTERIOR

DIÁMETROS S

PULG. CM

DIÁMETROS S

ACERO VERTICAL EXTERIOR

DIÁMETROS S

PULG. CM

DIÁMETROS S

PULG. CM

ING. CIMENTACIONES UCCI

Página 9

14405.4387 kg/m

Mu= 60574.8696 kg.m

Interpolando para hallar ρ0.006 21.0743

ρ 20.77 =

0.0058 20.4236 = 31.90 cm2

ρ= 0.00591

ÁREA

CM2

5/8 " 1.99 6.24 5.00 Ǿ5/8"@0.05m

3/4 " 2.84 8.90 7.50 Ǿ3/4"@0.075m

1 " 5.1 15.99 15.00 Ǿ1"@0.15m

ACERO TRANSVERSAL 6 cm2

ÁREA

CM2

1/2 " 1.27 21.17 20.00 Ǿ1/2"@0.2m

5/8 " 2 33.33 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

3/4 " 2.84 47.33 30.00 Ǿ3/4"@0.3m

DIÁMETROS S

PULG. CM

DISEÑO DE LA ARMADURA DEL TALÓN:

Wu= (1.4 (w suelo x h + p.p. zapata) + 1.7 x S/C) –(σtalón x 1.7)

Wu= (1.4 (1900 x 6.4 + 6960) + 1.7 x 500) –(7772.09 x 1.7)

1x(60-6)²

0.00591x100x54

DIÁMETROS S

PULG. CM

=60574.87

= 20.77

=

σpunta= 13285.41 kg/m

wu= 1.7 x σpunta= 22585.19 kg/m

Mu= 19084.48 kg.m

Interpolando para hallar ρ0.0018 6.6595

ρ 6.54 =

0.0016 5.9339 = 9.55 cm2

ρ= 0.00177

ÁREA

CM2

5/8 " 1.99 20.84 20.00 Ǿ5/8"@0.2m

3/4 " 2.84 29.74 25.00 Ǿ3/4"@0.25m

1 " 5.1 53.41 30.00 Ǿ1"@0.3m

ACERO TRANSVERSAL 6 cm2

ÁREA

CM2

1/2 " 1.27 21.17 20.00 Ǿ1/2"@0.2m

5/8 " 2 33.33 30.00 Ǿ5/8"@0.3m

3/4 " 2.84 47.33 30.00 Ǿ3/4"@0.3m

DIÁMETROS S

PULG. CM

0.00177x100x54

DIÁMETROS S

PULG. CM

DISEÑO DE LA ARMADURA DE LA PUNTA

=19084.48

= 6.541x(60-6)²

=