manual programa muros.net
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Es el manual de uso del programaTRANSCRIPT
DISEÑO DE MUROS CANTILIVER
Laboratorio Virtual de Ingeniería Geotécnica
www.utpl.edu.ec/vleg
Universidad Técnica Particular de Loja
Ecuador - 2010
INDICE
DISCLAMER..................................................................................................................................................3
INTRODUCCIÓN...........................................................................................................................................4
FUNCIONAMIENTO DE LA HERRAMIENTA...................................................................................................5
LIMITACIONES DE LA HERRAMIENTA Y CONSIDERACIONES........................................................................6
UTILIZACIÓN DE LA HERRAMIENTA.............................................................................................................7
DISCLAMER
El autor no se responsabiliza por la aplicación que se le dé al presente software y/o
por perjuicios directos o indirectos que se deriven de resultados erróneos. El mismo
ha sido desarrollado con fines investigativos, y su confiabilidad está aún en proceso
de evaluación. El uso y aplicación del mismo queda bajo absoluta responsabilidad
del usuario.
Si durante la aplicación de la herramienta “Capacidad de Carga de Hundimiento” hay
algo que no parece funcionar correctamente, por favor informe sobre el problema a
INTRODUCCIÓN
La presente herramienta de diseño, tiene como finalidad determinar: El Área de
acero de la pantalla y la losa del muro, además de los factores de seguridad por
volamiento, deslizamiento y capacidad de carga, considerando la geometría del
elemento las características de los materiales que conforman la estructura y las
características geotécnicas del suelo sobre el cual se apoya el muro.
Las metodologías de cálculo incorporadas a la presente herramienta han sido
extraídas de: Principios de Ingeniería de cimentaciones (Braja Das), Foundation
Analysis and Design (Bowles).
Para hacer uso de esta herramienta se debe ingresar gratuitamente como usuario
registrado del “Laboratorio Virtual de Ingeniería Geotécnica”, vía on-line a través de
la dirección www.utpl.edu.ec/vleg, en la ventana de DISEÑO/MurosCantiliver
Todo el entorno trabaja en forma dinámica, en donde el usuario ingresa a cualquiera
de las herramientas disponibles en el portal y procede a digitar los datos necesarios
para el cálculo correspondiente, para luego obtener los resultados.
A continuación se explica el correcto manejo de la herramienta así como también las
metodologías empleadas en el proceso de cálculo, las cuales se aplican mediante un
ejemplo práctico.
FUNCIONAMIENTO DE LA HERRAMIENTA
A continuación se realiza una breve descripción del funcionamiento de la
herramienta:
a) En la interfaz de la herramienta el usuario ingresa los datos, como son: las
dimensiones del muro (puede predimensionarse con solo ingresar la altura total del
muro).
b) Para el cálculo de la presión lateral el usuario debe elegir el tipo de presión la cual
puede ser: Reposo, activa o pasiva, también debe elegir el número de estratos de
suelo e inclusive el método de cálculo para calcular la presión lateral; y debe ser
ingresado el ángulo del suelo en la parte posterior al muro. Posteriormente el usuario
debe colocar los datos correspondientes a cada estrato del suelo (altura, ángulo de
fricción, cohesión, peso específico, presión de poros), en este sector debe señalar si
existe sobrecarga en la parte posterior del suelo y señalar su magnitud.
c) A continuación se debe elegir si se desea tomar en cuenta la presión pasiva de la
parte anterior al muro y se ingresan los datos del suelo (altura de empotramiento,
ángulo de fricción, cohesión, peso específico)
d) Introducidos dichos datos, se calcula de acuerdo al método de fuerzas la presión
lateral y los factores de seguridad del muro (volcamiento, deslizamiento, capacidad
de carga).
e) Ya para el cálculo de el área necesaria de acero como para la losa tenemos que
ingresar los factores de mayoración según corresponda, también se debe ingresar la
resistencia del hormigón y el acero , se calcula de acuerdo al ACI y el método de
fuerzas .
f) La herramienta permite cargar un ejemplo, para verificar el correcto funcionamiento
de la herramienta, mediante el botón EJEMPLO.
g) Se procede a presionar el botón CALCULAR, para procesar todos los datos y a
continuación se presentan los resultados.
h) Si el usuario desea realizar otro ejercicio, la herramienta dispone de un botón con la
descripción LIMPIAR, que permite recargar la página para poder ingresar los nuevos
datos.
LIMITACIONES DE LA HERRAMIENTA.La presente herramienta está diseñada para determinar el área necesaria de acero y
dimensiones adecuadas para que el muro resista de la mejor forma. Esta herramienta es
únicamente para muros cantiliver de la forma o figura que se muestra en la primera
grafica. El número máximo de estratos a considerarse es de dos, y se debe tener en
cuenta que: la suma total de los espesores de los estratos considerados debe ser igual a
la longitud total del muro; la presión de poros se coloca por estratos de suelo, y no tiene
la opción de ingresar un diente.
CONSIDERACIONES.
1. El ángulo beta (β)= 90º2. El ángulo delta (δ)=2/3Ф 3. Ф = Angulo de fricción que existe en el suelo en grados4. Df > o = 1.2m profundidad de empotramiento del muro (recomendado)
UTILIZACIÓN DE LA HERRAMIENTA
Ingreso de datos:
Se procede a ingresar los datos geométricos de muro y los datos geotécnicos del sitio en
donde se llevará a cabo. Todos los datos se deben ingresar en unidades del sistema
internacional (SI). Para ingresar los datos referidos a la geometría del elemento, se
recomienda observar el esquema de cimentación que se presenta en la parte derecha de
la interfaz de ingreso de datos estructurales (Figura 1)
Figura 1. ESQUEMA Y NOMENCLATURA DE UN MURO CANTILIVER
A continuación se describe la interfaz de la herramienta, para lo cual se ha utilizado el ingreso de datos de un ejemplo específico.
Datos geométricos y pre-dimensionamiento
Figura 2. INGRESO DE DATOS GEOMÉTRICOS
Como se puede ver tenemos la opción de que el programa haga una estimación de
la geometría del muro tomando dimensiones mínimas, que se pueden editar a
conveniencia del usuario
También se ha creído conveniente colocar dentro del ingreso de datos para el cálculo
de la presión lateral los tipos de presiones que se desee determinar (reposo,activa y
pasiva), el número de estratos (uno, dos) y el método que desee utilizar el usuario
para el cálculo (Rankine o Coulomb). También es necesario que el usuario coloque la
magnitud del angulo tras el muro, se debe colocar 0 si esta es su magnitud
Figura 3. DATOS PARA EL CÁLCULO DE PRESÍON LATERAL
Datos geotécnicos del suelo
Luego de haber ingresado las especificaciones para la presión lateral, se procede a
identificar las propiedades geotécnicas de los estratos que se hayan colocado y la
magnitud de sobrecarga en la parte posterior del muro, si no existe sobrecarga colocar el
valor de 0 (Figura 4).
Figura 4. ESTRATIGRAFÍA DEL SUELO
Presión Pasiva del muro.
Esta herramienta nos da la opción de tomar o no en cuenta la presión pasiva anterior al muro, para que el usuario se ubique mejor se muestra una pregunta al costado de la gráfica para que no exista confusión, si es que se decide que si se desplegarán cajas de texto donde se debe colocar las condiciones geotécnicas del suelo que se encuentra en esta parte como se muestra en la (Figura 6). Y posterior al ingreso de datos se debe seleccionar en el cálculo del tipo de presión lateral la pasiva y hacer clic en el botón calcular de la sección de la herramienta correspondiente a presión lateral (Figura 5).
Figura 5. ESPECIFICACION PARA CALCULAR LA PRESION A LA IZQUIERDA DEL MURO
Figura 6. PREGUNTA SOBRE PRESION PASIVA
Figura 7. GRÁFICA PARA IDENTIFICAR PRESIÓN PASIVA
Factores de capacidad de carga del Suelo.
Aquí tenemos 2 formas de hacerlo mediante el botón calcular que se encuentra al costado derecho de las cajas de texto correspondiente, o podemos colocarlos de la tabla desplegable (mediante un clic) que se localiza en la parte inferior izquierda de estas cajas de texto (Figura 13).
Figura 7. FACTORES CAPACIDAD DE CARGA
Resultados de Presión Lateral y Factores de seguridad del Muro.
Para obtener los resultados debe el usuario hacer clic en el botón calcular y nos dará los
resultados respectivos, en el caso de los factores de seguridad, si estos no cumplen con
los parámetros adecuados saldrá un mensaje en color rojo especificándonos cual
dimensión debe ser cambiada del muro para mejorar su factor; en caso contrario si el
factor es adecuado aparecerá un mensaje de color verde confirmando la dimensión
adecuada del muro, como se muestra en la (Figura 8)
Figura 8. Resultados de Presión Lateral y factores del muro con sus mensajes de alerta
Diseño de la Pantalla del Muro.
Para el diseño de la pantalla del muro basta con ingresar en la caja de texto el factor de
mayoración (valor recomendado 1.7) además los factores de resistencia del concreto y
acero (f’c Fy), los resultado serán tres cuadros especificando el área de acero adecuada
para cada sección de la pantalla, para mejor comprensión fíjese en la (Figura 9a, 9b y 9c)
Figura 9a. FACTORES DE RESISTENCIA
Figura 9b. DISEÑO DE LA PANTALLA
Figura 10. ESPECIFICACION DE LAS SECCIONES DEL ACERO PARA SU ARMADO
Diseño de la Losa del Muro (Pie y Talón).
Para el diseño de la losa se necesita igualmente ingresar los factores de mayoración para
el talón (valor recomendado 1.4) como para el pie (valor recomendado 1.7), además del
peso específico del concreto (24 Mpa valor común) en las cajas de texto respectivas. Los
resultados se mostrarán en tablas y el valor será el mayor entre el área determinada y el
área mínima que le corresponde a la sección en sus condiciones; Fíjese (Figura 11).
As Horizontal Cara Interior [cm2]
As Vertical Cara Interior [cm2]
As Vertical Cara Exterior [cm2]
As Horizontal Cara Exterior [cm2]
ACERO PANTALLA
Figura 11. DISEÑO DE LA LOSA, INGRESO DE DATOS Y MUESTRA DE REULTADOS
Tanto en el diseño de la pantalla como la del talón el programa nos mostrara mensajes
de alerta, verde si están adecuadas las dimensiones como se muestra en el ejemplo, y de
color rojo si no cumple las condiciones de cortante menor que el cortante admisible,
donde nos indicaran que dimensión aumentar o cambiar (Figura 12)
Figura 12. MENSAJES DE ALERTA PARA EL DISEÑO DE LA PANTALLA Y TALÓN
ANALISIS PARAMETRICO
DIAGRAMA FLUJO
COMPARACION PROGRAMA
TERMINAR ANUAL
DIAPOSITIVAS