Ingeniero civil

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL

JUNIO DE 2014

El presente documento contiene la memoria de cálculo y diseño estructural de una torre
metálica, ubicado en el cerro de la cruz en el municipio de Tobia.
El diseño se realizó teniendo en cuenta las recomendaciones dadas en el estudio de
suelos, la cual recomendó cimentar a -7,50m de profundidad del actual perfil de terreno
sobre dos caissonde 1.50m de radio.
Los parámetros utilizados para el diseño són:












Perfil de suelo de cimentación tipo D.
Aa= 0.20
Ad=0.09
Av=0.20
Sobrecarga 1.4 t/m2.
Coeficiente de Presión activa Ka=0.333
Coeficiente presión dinámica Mononobe 0.508
Angulo de fricción interna de relleno 30°.
Densidad de material de relleno 2.0t/m3.
Nivel de cimentación -7.50m
Capacidadportante 13.5 a 15.7 t/m2.

El diseño de la estructura se realiza mediante hoja de cálculo, donde se verifican los
factores de seguridad a deslizamiento y volcamiento y se obtienen los esfuerzos en cada
uno de los elementos que componen la estructura. Se atendieron las recomendaciones de
la interventoría donde se solicitaba considerar la vía y su relleno como un empuje pasivo
que controleel desplazamiento.
Los materiales empleados son:
CONCRETO 21.1MPa
ACERO 420MPa.

DISEÑO MUROS DE CONTENCIÓN - H= 6.00 m
DATOS GENERALES:
• Geometría:
b=
100.0 cm
h=
70.0 cm
d=
64.0 cm
RL =
5.0 cm
Ф Var = 3/4 "

• Materiales:
f 'c = 210 kg/cm2
f y = 4200 kg/cm2
γCON= 2.4 ton/m3

Sobrecarga:
C40-95
45 °

• Parámetros Relleno:
Ka = 0.33
Kp = ---γs =
2.00 ton/m3
•Sobrecarga:
0.70 m
H' =
Vertical: NO

• Suelo de fundación:
Ka = 0.33
Kp = 3.00
γs =
2.00 ton/m3
σadm = 14.6 ton/m2
μ=
0.36
Cohes i ón - c' = 0.00 ton/m2

0.00
0.0
1

0.00

0.3

a=

0.00

0 °

6.00
6.70
0.70
Sobrecarga

3.60

0.40

0.00

1.40
2.00

Empuje

0.70

0.70

0.70 0.70
Llave

5.70

A

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
El análisis de estabilidaddel muro se hace con base en el punto A.
Geometría
b (m) h(m)
3.60 0.70
Zapata
0.70 0.70
1.4 0.70
0.3 6.00
Vástago
0.00 6.00
0.40 6.00
0.40 -0.70
Llave
0.30 0.00
3.60 6.00
Relleno
0.4 6.00
4.00 0.00
Sobrecarga 4.0 0.00
Grupo 1
Grupo 7
Elementos

γ
ton/m

2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.0
2.0
2.0
2.0

3

Peso
ton/m
6.05
1.18
2.35
4.32
0.00
2.88
-0.670.00
43.20
2.40
0.00
0.00
61.70
61.70

Brazo
m
3.90
1.75
0.70
1.55
1.40
1.83
4.25
4.55
3.90
1.97
4.37
3.70
-

Mestabiliza
ton-m/m

23.59
2.06
1.65
6.70
0.00
5.28
-2.86
0.00
168.48
4.72
0.00
0.00
209.61
209.61

Finercial
ton/m
0.60
0.12
0.24
0.43
0.00
0.29
-0.07
0.00
4.32
0.24
0.00
6.17

Brazo Mvolcamient
m
ton-m/m
0.35
0.21
0.35
0.040.35
0.08
3.70
1.60
2.70
0.00
2.70
0.78
0.00
0.00
0.00
0.00
3.7
15.98
4.70
1.13
6.70
0.00
19.82

ANÁLISIS DE MONONOBE-OKABE
• Presión de tierra:
φ = Angulo de fricción interna del suelo
δ = Angulo fricción entre suelo y vástago
β = Pendiente del espaldar del vástago o del suelo
θ = Angulo interno sísmico
i =
Angulo de inclinación de la superficie del relleno
Aa =Coeficiente aceleración pico efectiva
Kh = Coeficiente de aceleración horizontal (adimensional)
Kv = Coeficiente de aceleración vertical (adimensional)
kh =

Aa
2

Ka =

1 - seno φ
1 + seno φ

KAE =

→

θ=

arc tan

= 0.333

ψ=

φ=
δ=
β=

30 °
0 °
0.0 °

i =
Aa =
Kh =
Kv =

0 °
0.20
0.50 ·Aa ó
0.0

Kh
1 - Kv

\ θ=

=

5.7 °

sin ( φ + δ) · sin ( φ -θ - i)
cos ( δ + β + θ) · cos ( i - β)

2

1+

cos2 ( φ - θ - β )
= 0.51
ψ · cos θ · cos2β · cos ( δ + β + θ )

Atan

KEQ = KAE - Ka

Aa
2

1.50 ·Aa = 0.10

= 2.12

= 0.17

6.70

2.00

Empujes
E1= Ka*H*γ
E1=
4.47 ton/m2
Ph1= 14.96 ton/m
Mh1= 33.42 ton-m/m
Pv1= 0.00 ton/m
Mv1= 0.00 ton-m/m

Sobrecarga
E2= Ka*H'*γ
E2=
0.47 ton/m2
Ph2 = 3.13 ton/m
Mh2=...