MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL MURO DE CONTENCIÓN

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1 AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA Doc. 001 Rev. 001 INFORME FINAL Fecha Julio 2017 Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 7 AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL MURO DE CONTENCIÓN JULIO 2017 CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado 1 Julio 2017 DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR Firmas de la Revisión Vigente: 1

2 ÍNDICE 1 Muro contención Análisis Material de la estructura Geometría de la estructura Datos de entrada Acciones actuantes Verificación estabilidad Dimensionamiento de la armadura... 6 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Geometría del muro del contención... 4 INDICE DE TABLAS Tabla 1. Coeficientes de diseño muro contención... 3 Tabla 2. Distribución de presiones trasdós. Muro contención... 5 Tabla 3. Distribución de presión activa cara trasdós. Muro contención... 5 Tabla 4. Fuerzas que actúan sobre el Muro de contención Tabla 5. Cargas de diseño actuando en el centro del fondo de la zapata. Muro contención... 6 Tabla 6. Resumen de armado muro cotención

3 1 Muro contención En este informe se incluye los cálculos estructurales del muro de contención de la PTAP, situado junto a los floculadores. 1.1 Análisis Para el análisis del muro de contención de la PTAP, se ha utilizado el software GeoStructural Analysis. Calculo de la presión activa de la tierra: Colulomb Calculo de la presión pasiva de la tierra: Caquot-kerisel Análisis sísmico: Mononobe-okabe Forma de la cuña de la tierra: calculo oblicuo Clave base: Considerada como fondo de la zapata inclinada Excentricidad permitida Metodología de verificación Factores de seguridad (ASD) Diseño Situación permanente Situación diseño sísmico Frente al vuelco Frente al deslizamiento Capacidad portante Tabla 1. Coeficientes de diseño muro contención Después de analizar las dos situaciones con el software mencionado, se observa como es más desfavorable el caso sísmico. Se presentan los resultados para esta situación. 1.2 Material de la estructura Peso unitario 23KN/m3 Hormigón f c=210kg/cm2 Acero de refuerzo Fy=4200kg/cm2 3

4 1.3 Geometría de la estructura Muro de 1.0 m de longitud y 0.20m de espesor. El muro lleva una zapata de 0.20m de espesor y 0.65m de longitud. El terreno se sitúa a una profundidad de 0.15m en el intradós y de 1m en el intradós. Ilustración 1. Geometría del muro contención 1.4 Datos de entrada Datos de suelos Arenas C-10 Peso unitario: = kn/m 3 Estado de tensión: Efectivo Ángulo de fricción interna: ef = 28,00 Cohesión del suelo c ef = 8,9 kpa Ángulo de fricción estructura-suelo : = 28,00 Suelo Granular Cimentación. Parámetros de contacto Zapata-suelo Coeficiente de fricción base-suelo: 0.4 Influencia del agua El nivel freático está ubicado debajo de la estructura. Sismo Factor de aceleración horizontal Kh = Factor de aceleración vertical Kv = El agua debajo del N.F. está confinada 4

5 1.5 Acciones actuantes Distribución de presión en reposo en la cara delantera de la estructura Capa Inicio [m] σz σw Presión Comp. Horiz. Comp. Vert. No. Fin [m] [kpa] [kpa] [kpa] [kpa] [kpa] Tabla 2. Distribución de presiones trasdós. Muro contención Distribución de presión activa detrás de la estructura (sin sobrecarga) Capa Inicio [m] σz σw Presión Comp. Horiz. Comp. Vert. No. Fin [m] [kpa] [kpa] [kpa] [kpa] [kpa] Tabla 3. Distribución de presión activa cara trasdós. Muro contención Fuerzas que actúan sobre la construcción Nombre Fhor Pto. Aplic. Fvert Pto. Aplic. [kn/m] Z [m] [kn/m] X [m] Peso-Muro Sismo - construcción Resistencia del frente Peso - cuña de tierra Sismo cuña de suelo Presión activa Sismo- presión activa Tabla 4. Fuerzas que actúan sobre el Muro de contención. 1.6 Verificación estabilidad Verificación de la estabilidad de vuelco Momento estabilizador Mres = 3.19 knm/m Momento de vuelco Movr = 2.10 knm/m Factor de seguridad = 1.52 > 1.00 Muro para vuelco es aceptable Verificación deslizamiento Fuerza horizontal resistente Hres = 4.22 kn/m Fuerza horizontal activa Hact = 3.61 kn/m Factor de seguridad = 1.17 > 1.00 Muro para deslizamiento es aceptable 5

6 Capacidad portante del terreno de cimentación Momento Fuerza normal Resistencia al corte Excentricidad Tensión N [knm/m] [kn/m] [kn/m] [m] [kpa] Tabla 5. Cargas de diseño actuando en el centro del fondo de la zapata. Muro contención Verificación de la capacidad portante del terreno de cimentación Verificación de excentricidad Máx. excentricidad de fuerza normal e = mm Máx. Excentricidad permitida ealw = 333 mm Excentricidad de la fuerza norma ES ACEPTABLE Verificación de la capacidad portante del fondo de la zapata Máx. Tensión en el fondo de la σ = kpa zapata Capacidad portante del terreno de Rd = kpa cimentación La capacidad portante del terreno de cimentación es aceptable Estabilidad global-capacidad portante del terreno de cimentación es aceptable 1.7 Dimensionamiento de la armadura Verificación armadura vertical traccionada Refuerzo y dimensiones de la sección Recubrimiento = 50.0 mm Ancho sección = 1.00 m Profundidad sección = 0.25 m Momento último MRd = knm > 2.23 knm = MEd Fuerza de corte última VRd = kn > 6.02 kn = VEd Los esfuerzos son muy pequeños, luego resulta más restrictivo el armado por cuantías mínimas Armadura horizontal: As min = x 100 x 25 = 5 cm²/m por cara As Colocada Φ 1/2 c/25 = 5.08 cm²/m Cumple Armadura vertical: As min = x 100 x 25 = 3.75 cm²/m por cara As Colocada Φ 1/2 c/30 = 4.23 cm²/m Cumple 6

7 Verificación armadura punta zapata Refuerzo y dimensiones de la sección Recubrimiento = 70.0 mm Ancho sección = 1.00 m Profundidad sección = 0.40 m Momento último MRd = knm > 0.49 knm = MEd Fuerza de corte última VRd = kn > 5.49 kn = VEd La sección es ACEPTABLE Verificación armadura talón zapata Refuerzo y dimensiones de la sección Recubrimiento = 70.0 mm Ancho sección = 1.00 m Profundidad sección = 0.40 m Momento último MRd = knm > 0.33 knm = MEd Fuerza de corte última VRd = kn > 2.54 kn = VEd Los momentos son muy pequeños, luego resulta más restrictivo el armado por cuantías mínimas. Armadura horizontal para ambas direcciones: As min cara traccionada = x 100 x 20= 4 cm²/m As min losa = x 100 x 20=4 cm²/m; 2 cm2/m por cara As colocada (2 capa/ 2 direcciones) Φ 3/8 c/25 = 2.84 cm²/m Cumple En la siguiente tabla resumen se incluyen los diámetros a utilizar: Muro Armadura Armadura vertical Trasdós Ø 0.30m Intradós Ø 0.30m Armadura Horizontal Trasdós Ø 0.25m Intradós Ø 0.25m Zapata Armadura Armadura capa superior e inferior Ø 0.25m Armadura longitudinal superior en inferior Ø 0.25m Tabla 6. Resumen de armado Muro Contención. 7