MEMORIA DE CALCULO ESTUDIO ESTRUCTURAL PARA D ISEÑO DE MUROS DE CONTENCION h=5 m -Zapata

MEMORIAS DE CALCULO MURO DE CONTENCIÓN h= 5m - Zapata CONTRATO 2191 DE 2015 MEJORAMIENTO CORREDOR VIAL LAS JUNTAS  – ALMEIDA – CHIVOR (RUTA 56BY04) DEPARTAMENTO DE BOYACA

VOLUMEN VIII: ESTUDIO ESTRUCTURAL PARA DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN Y PUENTES TUNJA, ABRIL DE 2016

ÍNDICE

1.- NORMA Y MATERIALES

3

2.- ACCIONES

3

3.- DATOS GENERALES

3

4.- DESCRIPCIÓN DEL TERRENO

3

5.- SECCI N VERTICAL DEL TERRENO

4

6.- GEOMETR A

5

7.- ESQUEMA DE LAS FASES

5

8.- CARGAS

5

9.- RESULTADOS DE LAS FASES

6

10.- COMBINACIONES

7

11.- DESCRIPCI N DEL ARMADO

8

12.- COMPROBACIONES GEOM TRICAS Y DE RESISTENCIA

8

13.- MEDICI N

13

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1.- NORMA Y MATERIALES Norma: ACI 318-11 (USA) Hormigón: f'c=3000  Acero de barras: Grade 60 Recubrimiento en el intradós del muro: 5.0 cm Recubrimiento en el trasdós del muro: 7.5 cm Recubrimiento superior de la cimentación: 7.5 cm Recubrimiento inferior de la cimentación: 7.5 cm Recubrimiento lateral de la cimentación: 7.5 cm Tamaño máximo del árido: 13 mm

2.- ACCIONES  Aceleración Sísmica. Aceleración de cálculo: 0.25 Porcentaje de sobrecarga: 30 % Empuje en el intradós: Sin empuje Empuje en el trasdós: Activo

3.- DATOS GENERALES Cota de la rasante: 0.00 m  Altura del muro sobre la rasante: 0.00 m Enrase: Intradós Longitud del muro en planta: 8.00 m Separación de las juntas: 8.00 m Tipo de cimentación: Zapata corrida

4.- DESCRIPCIÓN DEL TERRENO Cota de la roca: -15.00 m Porcentaje del rozamiento interno entre el terreno y el intradós del muro: 0 % Porcentaje del rozamiento interno entre el terreno y el trasdós del muro: 66 % Evacuación por drenaje: 95 % Tensión admisible: 0.110 MPa Coeficiente de rozamiento terreno-cimiento: 1 Profundidad del nivel freático: 4.00 m

ESTRATOS Referencias Cota superior Descripción Coeficientes de empuje 1 - Suelo 0.00 m Densidad aparente: 22.00 kN/m³  Activo trasdós: 0.35 Densidad sumergida: 11.00 kN/m³  Ángulo rozamiento interno: 25.00 grados Cohesión: 0.00 kN/m²

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Referencias Cota superior Descripción Coeficientes de empuje 2 - Suelo -5.00 m Densidad aparente: 22.00 kN/m³  Activo trasdós: 0.35 Densidad sumergida: 11.00 kN/m³  Ángulo rozamiento interno: 25.00 grados Cohesión: 0.00 kN/m²

5.- SECCIÓN VERTICAL DEL TERRENO

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6.- GEOMETRÍA MURO  Altura: 5.00 m Espesor superior: 30.0 cm Espesor inferior: 50.0 cm

ZAPATA CORRIDA Con puntera y talón Canto: 50 cm Vuelos intradós / trasdós: 150.0 / 260.0 cm Con tacón en prolongación del muro Canto del tacón: 100 cm Hormigón de limpieza: 0 cm

7.- ESQUEMA DE LAS FASES

Referencias Nombre Descripción Fase 1 Fase Con nivel freático trasdós hasta la cota: -4.00 m Con nivel freático intradós hasta la cota: -5.00 m

8.- CARGAS CARGAS EN EL TRASDÓS Tipo Cota Datos Fase inicial Fase final Uniforme En superficie Valor: 10 kN/m² Fase Fase VERSION: -1-

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9.- RESULTADOS DE LAS FASES Esfuerzos sin mayorar.

FASE 1: FASE CARGA PERMANENTE Y EMPUJE DE TIERRAS CON SOBRECARGAS Cota Ley de axiles Ley de cortantes Ley de momento flector Ley de empujes Presión hidrostática (m) (kN/m) (kN/m) (kN·m/m) (kN/m²) (kN/m²) 0.00 0.00 0.00 0.00 3.57 0.00 -0.49 4.63 2.73 0.47 7.33 0.24 -0.99 10.25 7.54 2.77 11.17 0.49 -1.49 16.76 14.38 7.91 15.00 0.73 -1.99 24.17 23.27 16.91 18.83 0.98 -2.49 32.48 34.19 30.78 22.67 1.22 -2.99 41.68 47.16 50.55 26.50 1.47 -3.49 51.79 62.16 77.22 30.34 1.71 -3.99 62.79 79.21 111.82 34.17 1.96 -4.49 74.53 98.96 155.50 36.17 6.77 -4.99 86.86 122.15 209.89 38.14 11.67 Máximos 87.11 122.65 211.09 38.18 11.77 Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Mínimos 0.00 0.00 -0.00 3.57 0.00 Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m Cota: -0.05 m Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m

CARGA PERMANENTE Y EMPUJE DE TIERRAS Cota Ley de axiles Ley de cortantes Ley de momento flector Ley de empujes Presión hidrostática (m) (kN/m) (kN/m) (kN·m/m) (kN/m²) (kN/m²) 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.00 0.00 -0.49 4.04 0.98 0.13 3.76 0.24 -0.99 9.04 4.00 1.20 7.59 0.49 -1.49 14.95 9.06 4.21 11.43 0.73 -1.99 21.75 16.15 10.19 15.26 0.98 -2.49 29.45 25.29 20.15 19.09 1.22 -2.99 38.05 36.47 35.11 22.93 1.47 -3.49 47.54 49.69 56.09 26.76 1.71 -3.99 57.93 64.94 84.09 30.60 1.96 -4.49 69.07 82.91 120.28 32.60 6.77 -4.99 80.79 104.31 166.30 34.57 11.67 Máximos 81.03 104.77 167.32 34.60 11.77 Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Mínimos 0.00 0.00 -0.00 -0.00 0.00 Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m Cota: -0.06 m Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m

CARGA PERMANENTE Y EMPUJE DE TIERRAS CON PORCENTAJE DE SOBRECARGA Y SISMO Cota Ley de axiles Ley de cortantes Ley de momento flector Ley de empujes Presión hidrostática (m) (kN/m) (kN/m) (kN·m/m) (kN/m²) (kN/m²) 0.00 0.00 0.00 0.00 1.98 0.00 -0.49 4.63 3.66 0.63 8.93 0.24 VERSION: -1-

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Cota Ley de axiles Ley de cortantes Ley de momento flector Ley de empujes Presión hidrostática (m) (kN/m) (kN/m) (kN·m/m) (kN/m²) (kN/m²) -0.99 10.80 11.09 3.89 16.02 0.49 -1.49 18.41 22.25 11.63 23.10 0.73 -1.99 27.48 37.13 25.71 30.19 0.98 -2.49 37.99 55.74 47.98 37.28 1.22 -2.99 49.96 78.08 80.30 44.37 1.47 -3.49 63.38 104.15 124.51 51.45 1.71 -3.99 78.25 133.94 182.49 58.54 1.96 -4.49 94.29 168.24 256.27 62.24 8.27 -4.99 111.19 207.30 348.33 65.88 13.81 Máximos 111.54 208.13 350.36 65.95 13.92 Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Cota: -5.00 m Mínimos 0.00 0.00 -0.00 1.98 0.00 Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m Cota: -0.03 m Cota: 0.00 m Cota: 0.00 m

10.- COMBINACIONES HIPÓTESIS 1 - Carga permanente 2 - Empuje de tierras 3 - Sobrecarga 4 - Sismo

COMBINACIONES PARA ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS Hipótesis Combinación 1 2 3 4 1 0.90 0.90 2 1.40 0.90 3 0.90 1.70 4 1.40 1.70 5 0.90 0.90 1.70 6 1.40 0.90 1.70 7 0.90 1.70 1.70 8 1.40 1.70 1.70 9 0.90 1.27 1.00 10 0.90 1.27 0.38 1.00 11 1.05 0.90 1.00 12 1.05 0.90 0.38 1.00

COMBINACIONES PARA ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO Hipótesis Combinación 1 2 3 1 1.00 1.00 2 1.00 1.00 0.60

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11.- DESCRIPCIÓN DEL ARMADO CORONACI N

 Armadura superior: 2#4  Anclaje intradós / trasdós: 18 / 15 cm TRAMOS

Núm. 1

Intradós Trasdós Vertical Horizontal Vertical Horizontal #5c/12 #5c/20 #6c/12 #5c/20 Solape: 1.6 m Solape: 1.6 m ZAPATA

 Armadura Longitudinal Superior #4c/20 #6c/12

Transversal Patilla Intradós / Trasdós: 30 / 30 cm

Inferior

#4c/20

#5c/12 Patilla intradós / trasdós: 30 / 30 cm Tacón 10#5 #6c/12 Longitud de anclaje en prolongación: 250 cm Longitud de pata en arranque: 100 cm

12.- COMPROBACIONES GEOMÉTRICAS Y DE RESISTENCIA Referencia: Muro: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación Comprobación a rasante en arranque muro: Criterio de CYPE Ingenieros

Espesor mínimo del tramo: Norma ACI 318-11. Artículo 14.5.3.2

Valores

Estado

Máximo: 1077.1 kN/m Calculado: 238.4 kN/m

Cumple

Mínimo: 19.05 cm Calculado: 30 cm

Cumple

Separación libre mínima armaduras horizontales: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.1

Mínimo: 2.5 cm

- Trasdós:

Calculado: 18.4 cm

Cumple

- Intradós:

Calculado: 18.4 cm

Cumple

Separación máxima armaduras horizontales: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.5

Máximo: 45.7 cm

- Trasdós:

Calculado: 20 cm

Cumple

- Intradós:

Calculado: 20 cm

Cumple

Cuantía geométrica mínima horizontal por cara: Norma ACI 318-11. Artículo 14.3.3

Mínimo: 0.001

- Trasdós (-5.00 m):

Calculado: 0.00198

Cumple

- Intradós (-5.00 m):

Calculado: 0.00198

Cumple

Cuantía mínima mecánica horizontal por cara: Criterio de CYPE Ingenieros (Cuantía horizontal > 20% Cuantía vertical)

Calculado: 0.00198

- Trasdós:

Mínimo: 0.00094

Cumple

- Intradós:

Mínimo: 0.00066

Cumple

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Referencia: Muro: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación Cuantía mínima geométrica vertical cara traccionada: - Trasdós (-5.00 m): Norma ACI 318-11. Artículo 14.3.2

Cuantía mínima mecánica vertical cara traccionada: - Trasdós (-5.00 m): Norma ACI 318-11. Artículo 10.5.1

Cuantía mínima geométrica vertical cara comprimida: - Intradós (-5.00 m): Norma ACI 318-11. Artículo 14.3.2

Cuantía máxima geométrica de armadura vertical total: - (0.00 m): Norma ACI 318-11. Artículo 10.9.1

Valores

Estado

Mínimo: 0.00075 Calculado: 0.00471

Cumple

Mínimo: 0.00333 Calculado: 0.00471

Cumple

Mínimo: 0.0006 Calculado: 0.0033

Cumple

Máximo: 0.08 Calculado: 0.01336

Cumple

Separación libre mínima armaduras verticales: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.1

Mínimo: 2.5 cm

- Trasdós, vertical:

Calculado: 8.1 cm

Cumple

- Intradós, vertical:

Calculado: 8.8 cm

Cumple

Separación máxima entre barras: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.5

Máximo: 45.7 cm

- Armadura vertical Trasdós, vertical:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armadura vertical Intradós, vertical:

Calculado: 12 cm

Cumple

Comprobación a cortante:

Máximo: 365.5 kN/m Calculado: 201.8 kN/m

Cumple

Máximo: 275.8 MPa Calculado: 260.3 MPa

Cumple

Norma ACI 318-11. Artículo 11.2.1.2

Verificación de la fisuración por tensión en barras: Norma ACI 318-11. Artículo 10.6.4

Longitud de solapes: Norma ACI 318-11. Artículo 12.15.1

Calculado: 1.6 m

- Base trasdós:

Mínimo: 1.08 m

Cumple

- Base intradós:

Mínimo: 0.47 m

Cumple

Mínimo: 15 cm Calculado: 15 cm

Cumple

Mínimo: 0 cm Calculado: 18 cm

Cumple

Mínimo: 2.2 cm² Calculado: 2.5 cm²

Cumple

Comprobación del anclaje del armado base en coronación: Criterio de CYPE Ingenieros

- Trasdós: - Intradós: rea mínima longitudinal cara superior viga de coronación: Criterio de CYPE Ingenieros

Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Cota de la sección con la mí nima relación 'cuantía horizontal / cuantía vertical' Trasdós: -5.00 m VERSION: -1-

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Referencia: Muro: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación Valores - Cota de la sección con la mí nima relación 'cuantía horizontal / cuantía vertical' Intradós: -5.00 m - Sección crítica a flexión compuesta: Cota: -5.00 m, Md: 399.14 kN·m/m, Nd: 115.93 kN/m - Sección crítica a cortante: Cota: -4.60 m Referencia: Zapata corrida: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación Valores Comprobación de estabilidad:

Estado

Estado

Valor introducido por el usuario.

- Coeficiente de seguridad al vuelco (Situaciones persistentes): - Coeficiente de seguridad al vuelco (Situaciones accidentales sísmicas): - Coeficiente de seguridad al deslizamiento (Situaciones persistentes): - Coeficiente de seguridad al deslizamiento (Situaciones accidentales sísmicas): Canto mínimo: - Zapata: Norma ACI 318-11. Artículo 15.7

Mínimo: 3 Calculado: 4.24

Cumple

Mínimo: 2 Calculado: 2.51

Cumple

Mínimo: 1.6 Calculado: 1.74

Cumple

Mínimo: 1.05 Calculado: 1.06

Cumple

Mínimo: 15.2 cm Calculado: 50 cm

Cumple

Tensiones sobre el terreno: Valor introducido por el usuario.

- Tensión media (Situaciones persistentes): - Tensión máxima (Situaciones persistentes): - Tensión media (Situaciones accidentales sísmicas): - Tensión máxima (Situaciones accidentales sísmicas):

Máximo: 0.11 MPa Calculado: 0.0915 MPa Cumple Máximo: 0.11 MPa Calculado: 0.1054 MPa Cumple Máximo: 0.11 MPa Calculado: 0.0929 MPa Cumple Máximo: 0.33 MPa Calculado: 0.1684 MPa Cumple

Flexión en zapata: Comprobación basada en criterios resistentes

- Armado superior trasdós:

Mínimo: 18.45 cm²/m Calculado: 23.58 cm²/m Cumple Mínimo: 0 cm²/m Calculado: 16.5 cm²/m Cumple Mínimo: 0 cm²/m Calculado: 23.58 cm²/m Cumple Mínimo: 12.28 cm²/m Calculado: 16.5 cm²/m Cumple Mínimo: 23.57 cm²/m Calculado: 23.58 cm²/m Cumple

- Armado inferior trasdós: - Armado superior intradós: - Armado inferior intradós: - Armadura transversal del tacón: Esfuerzo cortante: Norma ACI 318-11. Artículo 11.2.1.1

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Referencia: Zapata corrida: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación - Trasdós (Situaciones persistentes): - Trasdós (Situaciones accidentales sísmicas): - Intradós (Situaciones persistentes): - Intradós (Situaciones accidentales sísmicas): - En el tacón (Situaciones persistentes): - En el tacón (Situaciones accidentales sísmicas):

Valores Estado Máximo: 240.8 kN/m Calculado: 139.6 kN/m Cumple Máximo: 192.6 kN/m Calculado: 151 kN/m Cumple Máximo: 240.8 kN/m Calculado: 158.8 kN/m Cumple Máximo: 192.6 kN/m Calculado: 165.8 kN/m Cumple Máximo: 240.8 kN/m Calculado: 89.3 kN/m Cumple Máximo: 192.6 kN/m Calculado: 104 kN/m Cumple

Longitud de anclaje: - Arranque trasdós: Norma ACI 318-11. Artículo 12.5

- Arranque intradós: Norma ACI 318-11. Artículo 12.3

- Armado inferior trasdós (Patilla): Norma ACI 318-11. Artículo 12.5

- Armado inferior intradós (Patilla): Norma ACI 318-11. Artículo 12.5

- Armado superior trasdós (Patilla): Norma ACI 318-11. Artículo 12.5

- Armado superior intradós (Patilla): Norma ACI 318-11. Artículo 12.5

- Armadura transversal del tacón: Norma ACI 318-11. Artículo 12.2.2

Mínimo: 29.2 cm Calculado: 39.6 cm

Cumple

Mínimo: 34.7 cm Calculado: 39.6 cm

Cumple

Mínimo: 0 cm Calculado: 30 cm

Cumple

Mínimo: 0 cm Calculado: 30 cm

Cumple

Mínimo: 0 cm Calculado: 30 cm

Cumple

Mínimo: 0 cm Calculado: 30 cm

Cumple

Mínimo: 83.4 cm Calculado: 250 cm

Cumple

Recubrimiento: Norma ACI 318-11. Artículo 7.7.1

Mínimo: 7.5 cm

- Inferior:

Calculado: 7.5 cm

Cumple

- Lateral:

Calculado: 7.5 cm

Cumple

Diámetro mínimo: Criterio de CYPE Ingenieros.

Mínimo: #3

- Armadura transversal inferior:

Calculado: #5

Cumple

- Armadura longitudinal inferior:

Calculado: #4

Cumple

- Armadura transversal superior:

Calculado: #6

Cumple

- Armadura longitudinal superior:

Calculado: #4

Cumple

- Armadura longitudinal del tacón:

Calculado: #5

Cumple

- Armadura transversal del tacón:

Calculado: #6

Cumple

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Referencia: Zapata corrida: Muro 5 m (Muro de Contención h=5 m - Zapata) Comprobación

Valores

Estado

Separación máxima entre barras: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.5

Máximo: 45.7 cm

- Armadura transversal inferior:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armadura transversal superior:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armadura longitudinal inferior:

Calculado: 20 cm

Cumple

- Armadura longitudinal superior:

Calculado: 20 cm

Cumple

- Armado longitudinal rama horizontal tacón:

Calculado: 29.6 cm

Cumple

- Armado transversal del tacón:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armado longitudinal rama vertical tacón:

Calculado: 22.4 cm

Cumple

Separación mínima entre barras: Norma ACI 318-11. Artículo 7.6.1

Mínimo: 2.5 cm

- Armadura transversal inferior:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armadura transversal superior:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armadura longitudinal inferior:

Calculado: 20 cm

Cumple

- Armadura longitudinal superior:

Calculado: 20 cm

Cumple

- Armado longitudinal rama horizontal tacón:

Calculado: 29.6 cm

Cumple

- Armado transversal del tacón:

Calculado: 12 cm

Cumple

- Armado longitudinal rama vertical tacón:

Calculado: 22.4 cm

Cumple

Cuantía geométrica mínima: Norma ACI 318-11. Artículo 7.12.2.1

Mínimo: 0.0009

- Armadura longitudinal inferior:

Calculado: 0.00127

Cumple

- Armadura longitudinal superior:

Calculado: 0.00127

Cumple

- Armadura transversal inferior:

Calculado: 0.0033

Cumple

- Armadura transversal superior:

Calculado: 0.00471

Cumple

- Armadura longitudinal del tacón:

Calculado: 0.00396

Cumple

- Armadura transversal del tacón:

Calculado: 0.00471

Cumple

Mínimo: 0.00327 Calculado: 0.0033

Cumple

Mínimo: 0.00333 Calculado: 0.00471

Cumple

Mínimo: 0.00333 Calculado: 0.00471

Cumple

Cuantía mecánica mínima: Norma ACI 318-11. Artículo 10.5

- Armadura transversal inferior: - Armadura transversal superior: - Armadura transversal del tacón: Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Momento flector pésimo en la sección de referencia del trasdós: 258.88 kN·m/m - Momento flector pésimo en la sección de referencia del intradós: 174.92 kN·m/m

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ESTUDIO ESTRUCTURAL PARA DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN Y PUENTES DEL CORREDOR VIAL LAS JUNTAS-ALMEIDA-CHIVOR (RUTA 56BY04) DEPARTAMENTO DE BOYACA –MEMORIAS DE CALCULO MURO h= 5m - Zapata

13.- MEDICIÓN Resumen de medición (se incluyen mermas de acero) Hormigón (m³) Elemento f'c=3000 Referencia: Muro 38.40 Totales 38.40

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