Muros (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ciencias y Tecnologías de la Edificación - 2º curso
Asignatura Construcció 2
Año del apunte 2015
Páginas 6
Fecha de subida 08/04/2015
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T3. CONTENCIÓN DE TIERRAS 1. Introducción La retención de una masa de tierra puede resolverse por el talud natural del terreno o con estructuras de retención:  De baja altura: 8-10m, su construcción y proyecto se hacen con seguridad y sin complicaciones teóricas.
 De grandes dimensiones: originan problemas y dudas en cuanto a las teorías aplicadas.
En ocasiones se aplican reglas de arte: precauciones accesorias esenciales, que pueden producir que el muro falle.
2. Casos de aplicaciones a) Confinamiento de tierras: si no se dispone de espacio y el derrame sería demasiado costoso/difícil.
b) Confinamiento de accesos: puentes y pasos a desnivel para evitar taludes con derrame importante y ahorrarse el movimiento de tierras.
c) Retención de masas inestables 3. Clasificación a) Según su deformabilidad: presiones ejercidas por el relleno  Estructuras rígidas: tienen bajo nivel de falla ante la presión, se utiliza hormigón en masa y mampostería de espesor considerable.
 Estructuras flexibles: tienen alta deformabilidad, se utiliza madera, acero y hormigón armado.
b) Según el tiempo de vida:  Estructuras permanentes: tiempo de vida largo y materiales duraderos.
 Estructuras provisionales: pada detener paredes de excavaciones, alojar drenajes… se utiliza madera o acero.
4. Teoría de Rankine a) En suelos friccionantes/granulares: Pv= γ·z Ph=k0·Pv  Pv y Ph: presión vertical y horizontal  γ: peso específico del medio, densidad  z: distancia de la altura  k0: coeficiente de presión de tierra en reposo Arenas flojas: 0,4 Arena natural: 0,5 Arenas apisonadas: 0,8 Consolidadas: 1  Tipos de falla: Presión activa de tierras: τ= σ·tgϕ σ a=ka· γ·z  τ: línea de falla  ka: presión activa de tierras  σa: presión de falla Presión pasiva de tierras: τ= σ·tgϕ σ p=kp· γ·z  τ: línea de falla  kp: presión pasiva de tierras  σp: presión de falla  Empuje al reposo: E0= 1 / 2 ·Ph·h= 1 / 2 ·k0· γ·h·h= 1 / 2 ·k0· γ·h2  Empuje activo: E0= 1 / 2 ·Ph·h= 1 / 2 ·ka· γ·h·h= 1 / 2 ·ka· γ·h2, donde ka=σh/σv=tg2(π/4 – ϕ/2)  Empuje pasivo: E0= 1 / 2 ·Ph·h= 1 / 2 ·kp· γ·h·h= 1 / 2 ·kp· γ·h2, donde ka=σh/σv=tg2(π/4 + ϕ/2) b) En suelos cohesivos/arcillas: Pv= γ·z Ph=k0·Pv  Pv y Ph: presión vertical y horizontal  γ: peso específico del medio, densidad  z: distancia de la altura  k0: coeficiente de presión de tierra en reposo Varía según el material y su historia  Tipos de falla: Plástico activo: σa= γ·z – 2·c  σa: presión de falla  c: diámetro de Mohr1=Pv-Ph Plástico pasivo: σp= γ·z + 2·c  σp: presión de falla  c: diámetro de Mohr1=Pv-Ph  Empuje activo: E0= 1 / 2 · γ·h2 – 2·c·h  Empuje pasivo: E0= 1 / 2 · γ·h2 + 2·c·h  Altura crítica del material cohesivo: máxima altura a la que puede llegar un corte vertical sin soporte ni derrumbe: h= (4·c) / γ c) En suelos con cohesión y fricción: Pv= γ·z Ph=k0·Pv  Pv y Ph: presión vertical y horizontal  γ: peso específico del medio, densidad  z: distancia de la altura  k0: coeficiente de presión de tierra en reposo  Tipos de falla: Plástico activo: τ= σ·tgϕ + c P a=( γ·z / k0) – (2·c / √k0)  τ: línea de falla  Pa: presión de falla  c: diámetro de Mohr1=Pv-Ph Plástico pasivo: τ= σ·tgϕ + c Pp=( γ·z·k0) + (2·c·√k0)  τ: línea de falla  Pp: presión de falla  c: diámetro de Mohr1=Pv-Ph  Empuje activo: E0= ( 1 / 2 · γ·h2)/k0 – (2·c·h)/ √k0  Empuje pasivo: E0= 1 / 2 · γ·h2·k0 + 2·c·h·√k0  Altura crítica del material cohesivo: máxima altura a la que puede llegar un corte vertical sin soporte ni derrumbe: h= (4·c·√k0) / γ  Profundidad donde Pa=0: punto del diagrama de tensiones donde la presión es nula, contando la profundidad desde la coronación: z0=2·c(√k0·h)/ γ T4. MUROS DE CONTENCIÓN 1. Acciones mecánicas y nomenclaturas de los elementos Et: empuje el terreno Ac: fuerzas exteriores P: peso propio Rt: reacción del terreno Er: resistencia del terreno 2.
Clasificación general de muros  Muros de gravedad o de hormigón en masa: de mampostería (poco habituales) o de hormigón en masa.
El criterio de diseño es la tracción del hormigón en la base del cimiento: aproximadamente 0,1 f ck y como predimensionado se tiene solución para alturas 4-5m y base h·1/3.Suelen tener forma trapezoidal: ensanchada en base, trasdós vertical o escalonado y con o sin cimiento diferenciado:  Muros de hormigón armado:  Muros de H. A. en ménsula: utilizados pata solucionar alturas de hasta 12m, con base entre 0,5·h-0,33·h, donde el trasdós es vertical y el intradós puede ser vertical o ligeramente inclinado.
Trabaja como una viga en ménsula (flexión en voladizo) donde las fibras traccionadas se solucionan mediante armadura.
 Tipos de falla que puede presentar:  Estabilidad al giro: Mv=(h/3)·Eh Me=(P·a + Ev·b)·k Mv: momento de vuelco Me: momento equilibrante k: 1,2≤k≤1,8  Seguridad al deslizamiento: Eh=Ea·cosδ Ev=Ea·sinδ tgδ=Ev/Eh Eh·k≤ (Ev + P + N)·µ tgδ≤k·µ µ: coeficiente de rozamiento zapata-terreno k: 1,1≤k≤1,8  Tensiones sobre el terreno: Triangular: es aceptable si la presión máxima en el borde es: σ1≤1,25·σadm Trapezoidal: es aceptable si: σmedio=(A·I + M·J)/2 < σadm  Armados: Con puntera Con talón  As principal: soluciona momento flector producido por empuje de tierras (verticalmente) As secundario: acero de reparto > 20% acero principal As principal de puntera: absorbe la reacción del terreno, producto del empuje de tierras As talón: absorberá el momento flector del peso de tierras Cortante: absorbido por el fcv As de coronación: absorbe el εsh Muros de H. A. con contrafuertes: utilizados para solucionar alturas >12m, con base de 0,5·h. Presentan un ahorro de materiales, pero se incrementan los costes de ejecución.
Debido a los elevados empujes, requieren espesores considerables y cuantías elevadas de acero. Para su optimización se colocan contrafuertes en el intradós o trasdós, que permiten reducir esas secciones, incrementar la rigidez y reducir las deformaciones.
 Armado: La armadura principal es la horizontal en el muro y la vertical en el contrafuerte.
La armadura horizontal del muro se solapa en el centro de los vanos en el intradós o en el contrafuerte en el trasdós.
 Muros de H. A. con bandejas exteriores: utilizados para solucionar alturas >12m, con base de 0,4·h. en lugar de transmitir todo el peso del terreno al talón, el relleno actúa sobre bandejas, proporcionando una fuerza vertical y momento compensador al empuje de tierras.
   Muros de sótano Muros de carga Muros descolgados y paramentos anclados ...