Muros en Ménsula de H.a. - Manual Del Usuario 11

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    Manual del usuario

    Muros en mnsula

    de hormign armado

  • 2 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

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    Este manual corresponde a la versin del software denominada por CYPE Ingenieros, S.A. como Muros en mnsula de hormign arma-do. La informacin contenida en este documento describe sustancialmente las caractersticas y mtodos de manejo del programa o pro-gramas a los que acompaa. La informacin contenida en este documento puede haber sido modificada posteriormente a la edicinmecnica de este libro sin previo aviso. El software al que acompaa este documento puede ser sometido a modificaciones sin previoaviso.

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    1 Edicin

    Editado e impreso en Alicante (Espaa)

    Windows es marca registrada de Microsoft Corporation

  • Muros en mnsula de hormign armado 3

    CYPE Ingenieros

    PresentacinMuros en mnsula de hormign armado es un programa diseado para el dimensionado y comprobacin de

    muros de hormign armado, trabajando en mnsula, para contencin de tierras. Realiza el predimensionado automtico de lageometra, el clculo de la armadura del alzado y el dimensonado geomtrico y de armados de la zapata del muro.

    Admite diferentes estratos de terreno, nivel fretico, estrato de roca, y todo tipo de cargas en trasds e intrads.

    Puede definir las diferentes fases o etapas de construccin.

    Permite el clculo ssmico del muro.

    Obtiene listados de todos los datos introducidos, dibujo de las fases, resultados del clculo y dibujo de las leyes deesfuerzos y deformaciones para cada fase o en el conjunto de fases seleccionado, y planos de despiece de la armadura.

    Tambin dispone de un sencillo y fcil asistente para generar la geometra del muro y sus cargas.

    Los listados pueden dirigirse a impresora (con vista preliminar opcional, ajuste de pgina, etc.) o bien pueden gene-rarse ficheros HTML, PDF, RTF y TXT.

    Los planos pueden exportarse a impresora, en formato DXF o DWG o a cualquier perifrico grfico.

  • 4 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    Presentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

    Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    1. Ayudas en pantallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    1.1. Tecla F1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    1.2. Icono con el signo de interrogacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    1.3. Icono en forma de libro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    1.4. Gua rpida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

    2. Preguntas y respuestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

    Muros en mnsula de hormign armado . . . . . . . . .7

    1. Memoria de clculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

    1.1. Partes del muro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

    1.2. Geometra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

    1.3. Acciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

    1.4. Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

    1.4.1. Alzado del muro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

    1.4.2. Zapata del muro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

    2. Descripcin del programa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

    2.1. Asistente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

    2.2. Listados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

    2.3. Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

  • Muros en mnsula de hormign armado 5

    CYPE Ingenieros

    1. Ayudas en pantallasLos programas de CYPE Ingenieros disponen de herra-mientas de ayuda en pantalla a travs de las cuales elusuario puede obtener directamente del programa la infor-macin necesaria sobre el funcionamiento de los mensde los dilogos y de sus opciones.

    Esta ayuda est disponible en cuatro formas diferentes:

    1.1. Tecla F1

    La manera de obtener ayuda de una opcin de men esdesplegar el men, situarse sobre sta y, sin llegar a ejecu-tarla, pulsar la tecla F1.

    1.2. Icono con el signo de interrogacin

    En la barra de ttulo de la ventana principal de cada pro-grama existe un icono con el signo de interrogacin .Puede obtener ayuda especfica de una opcin del pro-grama de la siguiente forma: haga clic sobre dicho icono;despliegue el men que contiene a la opcin cuya ayudaquiere consultar; pulse sobre la opcin. Y aparecer unaventana con la informacin solicitada. Esta informacin esla misma que se obtiene con la tecla F1.

    Puede desactivar la ayuda de tres maneras diferentes:pulse el botn derecho del ratn, pulsando el icono con elsigno de interrogacin; o con la tecla Esc.

    Tambin puede obtener ayuda de los iconos de la barra deherramientas. Para ello pulse sobre el icono con el signode interrogacin . En ese momento se bordearn en

    color azul los iconos que disponen de informacin. A con-tinuacin, pulse sobre el icono del que quiere obtenerayuda.

    En la barra de ttulo de los dilogos que se abren al ejecu-tar algunas opciones del programa existe tambin unicono con el signo de interrogacin . Tras pulsar sobreeste icono se bordearn en color azul las opciones o par-tes del dilogo que disponen de ayuda. Pulse sobre aqu-lla de la que desee obtener ayuda.

    1.3. Icono en forma de libro

    En la barra de ttulo de algunos cuadros de dilogo apa-rece un icono en forma de libro abierto que ofreceinformacin general del cuadro de dilogo donde aparece.

    1.4. Gua rpida

    La informacin de la tecla F1 relativa a las opciones demen puede consultarse e imprimirse con la opcinAyuda > Gua rpida. Programas como CYPECAD,Muros pantalla o Muros de mnsula de hormignarmado tienen diferentes pantallas seleccionablesmediante pestaas situadas en la parte inferior de cadauno de los programas.

    Las ayudas de los dilogos no estn reflejadas en estagua.

    Generalidades

    En Metal 3D, especficamente, aparece este icono en la barrade ttulo de la pantalla principal. Si lo selecciona podr obtenerinformacin sobre el modo de funcionamiento de Metal 3D.

  • 6 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    2. Preguntas y respuestasEn la pgina web (http://faq.cype.es) podr encontrar laresolucin de las consultas ms frecuentes, recibidas porel Departamento de Soporte Tcnico de CYPE Inge-nieros, y en constante actualizacin.

  • Muros en mnsula de hormign armado 7

    CYPE Ingenieros

    1. Memoria de clculo

    1.1. Partes del muro

    Se considera que el muro est formado por varias partesdiferenciadas:

    Muro. Alzado del muro desde su arranque a corona-cin.

    Terrenos. Rellenos de tierra, en uno o varios estratos,en trasds e intrads, con posible estrato rocoso y/onivel fretico.

    Cimentacin. Zapata corrida bajo muro. La zapatapuede tener tacn o rastrillo para su estabilidad al des-lizamiento.

    1.2. Geometra

    Se definen los siguientes trminos:

    Trasds. Cara en contacto con el relleno.

    Intrads. Cara libre, aunque en algunos casos puedacontener algo de relleno.

    Altura. Medida vertical entre arranque y coronacin.

    Espesor superior. Ancho en coronacin.

    Espesor inferior. Ancho en arranque (debe ser mayoro igual que espesor superior). Pueden ser diferentes,luego es posible definir muros de espesor variable. Aldefinir la geometra del muro puede fijar los espesoresdesde el trasds, el intrads y el plano vertical medio,en cuyo caso los espesores se miden parcialmente acada cara. La suma de ambos ser el espesor total.

    Escalones. Tramos en altura que tienen un cambiobrusco del espesor. Se realizan en sustitucin de losmuros de espesor variable para simplificar el enco-frado. Pueden realizarse por una sola cara o porambas. La ferralla se interrumpe doblndose y sola-pndose con el tramo superior.

    Solapes. Divisin en tramos de la armadura vertical,con solape. Se define nmero de tramos y su altura. Lautilidad se encuentra en muros altos de espesor cons-tante o variable, en los que colocar la ferralla en todasu altura resulta complejo y peligroso, y los encofradosno disponen de la altura suficiente, siendo aconsejablesu ejecucin por tramos. Por ejemplo, es habitual quela altura de encofrados sea de 2.50 m y para construirun muro de 7 m de altura total se deben crear fases de2.50 m, 2.50 m, 2 m.

    El programa calcula zapatas corridas de hormign armadobajo muro. El canto de este tipo de zapata es constante.Hay tres tipos de zapatas:

    Con vuelos a ambos lados Con vuelo a la izquierda Con vuelo a la derecha

    En cualquiera de los tipos anteriores puede definir untacn.

    Muros en mnsula de hormign armado

  • 8 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    1.3. Acciones

    El estado general de acciones puede ser el del siguienteesquema:

    Fig. 1.1

    Dado que es posible definir rellenos a ambos lados, es evi-dente que para cada estado o situacin que se puedaconsiderar existir un lado que empuje ms que el otro.Ese lado que empuja ms produce una accin sobre elmuro. El lado que empuja menos produce una reaccin,ya que el muro tiende a desplazarse hacia ese lado com-primindolo.

    Podrn desarrollarse por tanto los tipos de empuje, activoo pasivo, que se detallan:

    Empuje activo. El terreno empuja al muro permitin-dose las suficientes deformaciones en la direccin delempuje para llevar al terreno a su estado de rotura. Esel caso habitual cuando se desarrolla una accin delterreno (el valor por defecto es accin).

    Empuje al reposo. El terreno empuja pero el muro nosufre apenas deformaciones, es decir, son nulas o des-preciables. Es el caso de muros cuya coronacin est

    coaccionada por otros elementos, como en muros destano con un forjado en coronacin. El valor delempuje es mayor que el activo. No es recomendablesu utilizacin en el programa, pudiendo en casos espe-ciales simular la coaccin de la coronacin mediantecarga horizontal aplicada en coronacin si, previa-mente, se asegur que dicha carga anula los despla-zamientos de la coronacin.

    Empuje pasivo. Cuando el muro se desplaza contra elterreno, lo comprime y ste reacciona. Dependiendodel desplazamiento del muro y del tipo de terreno sepuede desarrollar un % de este empuje pasivo o sutotalidad, lo cual suele exigir grandes deformaciones,salvo que el terreno sea muy rgido (muy compacto), osea, roca. Es siempre una reaccin. No suele desarro-llarse en su totalidad, por lo que se recomienda consi-derar un % del mismo. Su valor es mucho mayor que elactivo. Debe considerarse con prudencia.

    Se asocia a este empuje la definicin de la cota deempuje pasivo, por debajo de la cual se considera, ynunca por encima. La cota de arranque de un muro escero 0 y la cota del empuje pasivo tambin es cero 0.Es decir, que si activa un % del empuje pasivo sloactuar en el canto de la zapata. Si aumenta la cota delempuje pasivo, se puede dar la paradoja de que laresultante del pasivo sea mayor que la del activo, locual no es lgico.

    Revise las leyes de cortantes para que esto no se pro-duzca, o deje siempre la cota del empuje pasivo pordebajo de la cota de arranque del muro.

    Sin empujes. Esta situacin permite que el terrenoque reacciona no desarrolle ningn tipo de empuje yslo se considere su peso como componente verticalgravitando sobre la zapata.

    Para obtener informacin sobre el clculo de estos empu-jes consulte el Anejo clculo de empujes.

  • Muros en mnsula de hormign armado 9

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    1.4. Resultados

    1.4.1. Alzado del muro

    Puede consultar el listado de comprobaciones en pantallaal utilizar las opciones de dimensionamiento o comproba-cin del programa. Junto a cada comprobacin se indicael apartado correspondiente de la norma que debe cum-plirse. En aquellos casos que no exista un criterio a cumplirse utilizarn los de las normas de hormign espaolas ybibliografa de reconocido prestigio.

    Es, por tanto, muy interesante que revise el listado de com-probaciones, pues le indicar todas las realizadas, losvalores de clculo y los de la norma.

    Consltelo siempre que lo considere necesario y, ante laduda, lstelo para asegurar el cumplimiento de todos losapartados.

    Los estados a comprobar son:

    1.4.1.1. Comprobacin a rasante en arranque muro

    Se comprueba que el cortante de clculo en la unin entreel alzado de la aleta y la zapata es menor que lo queresiste la seccin en dicho punto, teniendo en cuenta laseccin de hormign y el acero dispuesto.

    1.4.1.2. Espesor mnimo

    Se limita el espesor mnimo segn norma.

    1.4.1.3. Cuanta mnima geomtrica

    Con el fin de controlar la fisuracin debida a deformacio-nes originadas por los efectos de temperatura y retraccin,se imponen unos mnimos de cuanta que varan segnnorma.

    1.4.1.4. Cuanta mnima mecnica

    Para la armadura vertical se exigen unas cuantas mnimasmecnicas para que no se produzcan roturas frgiles alfisurarse la seccin debido a los esfuerzos de flexocom-presin.

    1.4.1.5. Cuanta mxima geomtrica

    Se impone un mximo para la cuanta de armadura verticaltotal.

    1.4.1.6. Separacin mnima de armaduras

    Para permitir un correcto hormigonado se exige una sepa-racin libre mnima entre armaduras segn norma.

    1.4.1.7. Separacin mxima de armaduras

    Se establece esta limitacin con el fin de que no quedenzonas sin armado. Se puede considerar que es una condi-cin mnima para poder hablar de hormign armadofrente a hormign en masa.

    1.4.1.8. Comprobacin de flexocompresin

    La comprobacin resistente de la seccin se realiza utili-zando como ley constitutiva del hormign el diagrama ten-sin-deformacin simplificado parbola-rectngulo aptopara delimitar la zona de esfuerzos de rotura a flexocom-presin de la de no rotura de una seccin de hormignarmado. La comprobacin a flexocompresin est imple-mentada para todas las normas que permite utilizar el pro-grama con sus indicaciones en cuanto a la integracin detensiones en la seccin y los pivotes que delimitan lasmximas deformaciones permitidas a los materiales queconstituyen la seccin (acero y hormign).

  • Al realizar la comprobacin de flexocompresin se tiene laprecaucin de que las armaduras se encuentren ancladascon el fin de poder considerarlas efectivas en el clculo aflexocompresin. Adems, como los esfuerzos de flexo-compresin actan conjuntamente con el esfuerzo cor-tante, se produce una interaccin entre ambos esfuerzos.Este fenmeno se tiene en cuenta decalando la ley demomentos flectores una determinada distancia en el sen-tido que resulte ms desfavorable, igual al canto til.

    1.4.1.9. Comprobacin de cortante

    La comprobacin de este estado lmite ltimo se realiza aligual que en el caso de flexocompresin. Al no tener arma-dura transversal en la seccin slo se considera la contri-bucin del hormign en la resistencia a corte. El valor de lacontribucin del hormign al esfuerzo cortante se evala apartir de un trmino Vcu que se obtiene de manera experi-mental. Este trmino se incluye habitualmente dentro de lacomprobacin del cortante de agotamiento por traccin enel alma de la seccin. En la aplicacin se han consideradolas distintas expresiones que evalan esta componenteVcu segn la norma elegida.

    1.4.1.10. Comprobacin de fisuracin

    El estado lmite de fisuracin es un estado lmite de servi-cio que se comprueba con la finalidad de controlar la apa-ricin de fisuras en las estructuras de hormign. En el casode muros, el control de la fisuracin es muy importantepuesto que sta se produce primordialmente en la cara deltrasds. sta es una zona que no se puede observar habi-tualmente donde es posible que prolifere la corrosin delas armaduras. Se puede producir el deterioro de la estruc-tura sin que se aprecien fcilmente los efectos negativosque se estn produciendo sobre el muro. Se trata de con-trolar las fisuras que originan las acciones que directa-

    10 Estructuras - Elementos de contencin

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    mente actan sobre el muro (terreno, nivel fretico, sobre-cargas...), y no las fisuras debidas a retraccin y tempera-tura, que ya son tenidas en cuenta al considerar los mni-mos geomtricos.

    Para el clculo de la abertura lmite de fisura se ha seguidoun proceso simplificado en flexin simple, con el cual seobtienen resultados del lado de la seguridad con respectoa los que se pueden obtener de aplicar los mtodos enflexocompresin.

    Para las distintas normas empleadas en el programa sesigue el mtodo general de clculo de la abertura de fisuray se comparan los resultados obtenidos con los lmitesque impone cada norma, segn el tipo de exposicin oambiente en el cual se encuentre inmersa nuestra estruc-tura. A diferencia de los estados lmite ltimos de flexo-compresin y cortante en los cuales se utilizan las combi-naciones de acciones correspondientes a los estadoslmite ltimos, en el caso de la fisuracin se emplean lascombinaciones de acciones correspondientes a las accio-nes caractersticas. El programa opera calculando la aber-tura caracterstica de fisura wk para todas las hiptesis.

    Se repite el clculo a diferentes cotas de la pantalla al igualque se procede en las comprobaciones de flexocompre-sin y de cortante. Se extrae el valor ms desfavorable y secompara con el valor de la abertura de fisura lmite queindica cada norma. De este modo, es posible averiguar sise cumple o no este estado lmite de servicio.

    1.4.1.11.Comprobacin de longitudes de solape

    El clculo de las longitudes de solape se ha realizadosegn las distintas normativas implementadas.

  • Muros en mnsula de hormign armado 11

    CYPE Ingenieros

    1.4.1.12. Comprobacin del anclaje del armado base encoronacin

    El clculo de las longitudes de anclaje se ha realizadosegn las distintas normativas implementadas.

    1.4.2. Zapata del muro

    La carga en un muro se convierte en una ley de cargas a lolargo del muro de forma discreta. Es como convertir unaresultante en una ley de tensiones aplicadas a lo largo dela base del muro, discretizada en escalones que interna-mente realiza el programa segn sus dimensiones.

    Los estados a comprobar son:

    1.4.2.1. Comprobacin de estabilidad vuelco/desliza-miento

    Aplicando las combinaciones de estado lmite correspon-dientes, se comprueba que la resultante queda dentro dela zapata y se calcula el coeficiente de estabilidad alvuelco y al deslizamiento.

    1.4.2.2. Tensiones sobre el terreno

    Se supone una ley de deformacin plana para la zapata,por lo que se obtendrn, en funcin de los esfuerzos, unasleyes de tensiones sobre el terreno de forma trapecial. Nose admiten tracciones, por lo que, cuando la resultante sesalga del ncleo central, aparecern zonas sin tensin. Laresultante debe quedar dentro de la zapata, pues si no esas no habra equilibrio. Se considera el peso propio de lazapata. Se comprueba que la tensin media no supere ladel terreno y que la tensin mxima en borde no supere enun % la media.

    1.4.2.3. Canto mnimo

    Se comprueba el canto mnimo que especifique la norma.

    1.4.2.4. Longitudes de anclaje

    Se comprueba el anclaje en sus extremos de las armadu-ras, colocando las patillas correspondientes en su caso, ysegn su posicin.

    1.4.2.5. Dimetro mnimo de las barras

    Se comprueba que el dimetro sea al menos el mnimoindicado en la norma.

    1.4.2.6. Separacin mxima entre barras

    Se establece esta limitacin con el fin de que no quedenzonas sin armado. Se puede considerar que es una condi-cin mnima para poder hablar de hormign armadofrente a hormign en masa.

    1.4.2.7. Separacin mnima entre barras

    Se comprueban las separaciones mnimas entre armadu-ras de la norma.

    1.4.2.8. Flexin en zapata

    Se comprueba con la seccin de referencia situada a 0.15la dimensin del muro hacia su interior. El dimensionado aflexin obliga a disponer cantos para que no sea necesariaarmadura de compresin. En el caso en que aparezcantracciones en la cara superior de la zapata se colocararmadura superior.

  • 1.4.2.9. Cortante

    La seccin de referencia se sita a un canto til de los bor-des del muro. El dimensionado a cortante obliga a dispo-ner cantos para que no sea necesario colocar refuerzotransversal.

    1.4.2.10. Cuanta geomtrica y mecnica

    Se comprueba el cumplimiento de las cuantas mnimas,mecnicas y geomtricas que especifique la norma.

    1.4.2.11. Dimensionado de la geometra

    El programa permite dimensionar la geometra del alzadodel muro y de la zapata.

    El criterio de dimensionado para el alzado del muro es:

    Espesor superior = 0.25 (m)

    Espesor inferior = 0.11 Altura de tierras equivalente(m). El programa calcula el momento en el arranquedel muro producido por el terreno en el trasds y lascargas que pueda haber sobre el terreno y en corona-cin. A partir de este momento se calcula una altura deterreno equivalente, es decir, que producira el mismomomento antes calculado.

    El criterio de dimensionado para la zapata es:

    Canto = mayor valor de los siguientes:

    a) 0.10 Altura de tierras equivalente (m)b) 0.50 Vuelo mximo (si se ha elegido la opcin

    Obra > Opciones > Zapata > Crecimiento aldimensionar > Rgida).

    c) 0.33 Vuelo mximo (si se ha elegido la opcinObra > Opciones > Zapata > Crecimiento aldimensionar > Flexible).

    12 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    Vuelos. El dimensionado de los vuelos se realiza de talforma que haya equilibrio en la zapata (vuelco y desli-zamiento) y no se supere la tensin admisible delterreno.

  • Muros en mnsula de hormign armado 13

    CYPE Ingenieros

    2. Descripcin del programa

    2.1. Asistente

    Al crear una obra nueva tiene la posibilidad de utilizar unasistente, el cual generar los datos necesarios para des-cribir el muro a partir de un nmero reducido de parme-tros introducidos de forma secuencial. Incluye el predimen-sionado de la geometra y la generacin de cargas. Cual-quier dato generado puede revisarlo y/o modificarlo unavez generada la obra.

    Fig. 2.1

    Fig. 2.2

  • 14 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    Fig. 2.3

    Fig. 2.4

    2.2. Listados

    La forma de obtener los listados se realiza mediante laopcin Archivo > Imprimir > Listados de la obra.

    Los listados pueden dirigirse a impresora (con vista preli-minar opcional, ajuste de pgina, etc.) o bien puedengenerarse ficheros HTML, PDF, RTF y TXT.

    Fig. 2.5

  • 2.3. Planos

    La forma de obtener los planos se realiza mediante laopcin Archivo > Imprimir > Planos de la obra.

    Pueden realizarse las siguientes operaciones para eldibujo de planos:

    La ventana Seleccin de planos permite aadir uno ovarios planos para imprimir simultneamente y especi-ficar el perifrico de salida: impresora, plotter, DXF oDWG; seleccionar un cajetn (de CYPE o cualquier otrodefinido por el usuario) y configurar las capas.

    Fig. 2.6

    En cada plano puede configurar los elementos a impri-mir, con posibilidad de incluir detalles de usuario pre-viamente importados.

    Muros en mnsula de hormign armado 15

    Fig. 2.7

    Modificar la posicin de textos.

    Fig. 2.8

    CYPE Ingenieros

  • 16 Estructuras - Elementos de contencin

    CYPE Ingenieros

    Volver a colocar los objetos dentro del mismo plano omoverlos a otro.

    Fig. 2.9

    PresentacinGeneralidades1. Ayudas en pantallas1.1. Tecla F11.2. Icono con el signo de interrogacin1.3. Icono en forma de libro1.4. Gua rpida

    2. Preguntas y respuestas

    Muros en mnsula de hormign armado1. Memoria de clculo1.1. Partes del muro1.2. Geometra1.3. Acciones1.4. Resultados1.4.1. Alzado del muro1.4.2. Zapata del muro

    2. Descripcin del programa2.1. Asistente2.2. Listados2.3. Planos