PROYECTOESCOLARMECÁNICADESUELOSENLASVÍASTERRESTRESMAESTRÍAENVÍASTERRESTRES
MEMORIADECÁLCULOEDIFICIOESCOLAR EQUIPO:
ING. ERICK EDUARDO FERNÁNDEZ RODRÍGUEZ
ING. JAZAEL GONZÁLEZ MEZA
ING. CRISTIAN OCHOA JUÁREZ
OBRA: EDIFICIO ESCOLAR
CLIENTE: Instituto de Espacios Educativos del Estado de Veracruz
UBICACIÓN: Estrella Polar del Norte #6, Col. Arroyo Blanco, Xalapa Enríquez, Ver. C.P. 91050.
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 1
Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
CONTENIDO PÁG
DESCRIPCIÓN DE ESTRUCTURA Y CALIDAD DE MATERIALES .................................... 2
CONSTANTES PARA EL DISEÑO POR RESISTENCIA. ......................................................... 6
ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN .......................................................................... 8
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN ................................................................................................. 8
TRANSMISIÓN DE CARGAS ...................................................................................................... 8
ANÁLISIS Y DISEÑO DE ZAPATAS ........................................................................................ 17
CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ...................................................................................... 22
ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE CARGA .................................................................................. 23
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS ............................................................................................. 25
ANEXOS .......................................................................................................................................... 31
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 2
Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
MEMORIA DE CÁLCULO
OBRA: Edificio Escolar Justo Sierra
CLIENTE: Instituto de Espacios Educativos del Estado de Veracruz
UBICACIÓN: Estrella Polar del Norte #6, Col. Arroyo Blanco, Xalapa Enríquez, Ver.
C.P. 91050.
DESCRIPCIÓN DE ESTRUCTURA Y CALIDAD DE MATERIALES
Numero de Niveles 2
Tipo de edificio A
Altura de edificio (h) 6.00 m
Dimensión menor en su base (d) 9.75 m
Dimensión mayor en su base (D) 53.00 m
Forma geometría de la planta Regular
Agregados: El tamaño máximo del agregado grueso o grava será a la tercera parte del peralte
de una losa maciza o del espesor de la capa de compresión en una losa prefabricada.
Agua: Se deberá cuidar el contenido cloruros y sulfatos en el agua que se utilice para la
fabricación de morteros y concretos, además de evitar el contenido de materia orgánica o
altos contenidos de sólidos disueltos, ya que comúnmente se clora el agua del sistema de
suministro.
Acero de refuerzo: El refuerzo longitudinal o varillas deberá ser corrugado excepto para
estribos, según el caso. Las varillas corrugadas de refuerzo con resistencia a la fluencia
especificada (fy) que exceda los 4200 kg/cm, pueden emplearse siempre que (fy) sea el
esfuerzo correspondiente a una deformación de 0.35 %.
La malla electro soldada con refuerzo liso o corrugado con una resistencia (fy) mayor a 5000
kg/cm.
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Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
Concretos: Se deberá garantizar principalmente que el concreto cumpla con la resistencia
del proyecto y por consecuencia se asegurará su durabilidad. Por lo tanto, las resistencias
promedios del concreto deberán exceder siempre el valor especificado de f’c, para lo cual se
determinará en todos los casos su edad de prueba.
Edad de prueba: 7 días, 14 días, 28 días.
Muros: Confinados con cadenas y castillos de concreto armado, hechos con ladrillo rojo‐
común. Juntas de mortero: cemento – arena Tipo de mortero: Tipo III
Columnas: De acuerdo a las NTC del RDF la relación entre la dimensión transversal de una
columna y la menor no excederá de 4. La dimensión transversal menor será por lo menos
igual a 20 cm. Se usarán varillas corrugadas para el refuerzo, ver planos estructurales.
El número mínimo de barras será de cuatro en columnas rectangulares.
Acero de refuerzo en columnas: fy = 4200 kg/cm2
F’c del concreto: f’c = 250 kg/cm2
Trabes: De acuerdo a las NTC del RDF el claro se contara a partir del centro del apoyo,
siempre que el ancho de éste no sea mayor que el peral te efectivo de la trabe; en caso
contrario, el claro se contará a partir de la sección que se halla a medio peralte efectivo del
paño interior del apoyo.
En toda sección se dispondrá de refuerzo tanto en el lecho inferior como en el superior. En
cada lecho, el área de refuerzo no será menor que la obtenida como Asmín, y constará de por
lo menos dos barras corridas de 12.7 mm de diámetro (No. 4)
Acero de refuerzo en columnas: fy = 4200 kg/cm2
F’c del concreto: f’c = 250 kg/cm2
Sistema de losas: Maciza
Tipo de apoyo: Apoyadas en su perímetro sobre marcos de concreto reforzado
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Peralte total de la losa: Maciza de 20 cm.
Acero de refuerzo: fy = 4200 kg/cm
Recubrimiento mínimo de concretos:
En los extremos de trabes discontinuas: 2.5 cm.
Distancia libre entre varillas: Se recomienda que el espacio entre las varillas sea superior a
2.5 cm, al diámetro de las barras y a 1.5 veces el tamaño máximo del agregado.
Cimentación: Esta se diseñó de acuerdo a los resultados proporcionados por el estudio de
mecánica de suelos, así como del análisis del proyecto y de la estructura. Por lo tanto:
Tipo de cimentación: Zapatas corridas y aisladas.
Profundidad de desplante: Especificado en el plano de cimentación.
Tipo de suelo: I
Capacidad de carga admisible del terreno: 11 ton/m2
CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES Y RESUMEN NUMÉRICO.
El presente resumen analítico es el procedimiento empleado en la solución del proyecto
estructural del prototipo en cuestión fundamentado en:
ESPECIFICACIONES N.T.C. D.F. (2004)
Así como el criterio estructural que norma el análisis de la estructura.
MATERIALES.
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Se consideran las siguientes fatigas en los materiales teniendo en cuenta la función
arquitectónica en vigor.
Malla acero:
Límite de fluencia: fy = 5000.00 kg/ cm2.
Resistencia a la tensión: ft = 5700.00 kg/ cm2.
Alargamiento a la ruptura en 10 ∅: 8%
Acero estructural: A.S.T.M. A – 432
Límite de ruptura: 5636 kg/ cm2.
Límite estático: fy = 4200 kg/ cm2.
Fatiga de trabajo: fs = 2100 kg/ cm2.
Concreto:
Masa 0.24 ton/m2
Peso volumétrico 2.4 ton/m3
Modulo de elasticidad (Se transforma a ton/m2) 1,400 ´
Relación de Poisson 0.2
Resistencia a la compresión del concreto: f ´c = kg/ cm2. Ver planos
estructurales.
Tamaño nominal máximo agregado: 19 mm
Concreto para columnas, losas y zapatas: f ‘c = 250 kg/ cm2.
Morteros (para asentar tabique):
Tipo: III
Proporción (cemento ‐ cal, arena) 1:1/2:5
f * b resistencia nominal en compresión: fs* = 40 kg/ cm2.
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Muros:
Block solido de concreto pobre
Dimensiones: 14X 20 X 40 cms.
Resistencia a la compresión: 40 kg/ cm2.
Peso por metro cuadrado: 156 kgs.
Altura: 3.0 mts.
Espesor: 15 cms.
v resistencia nominal: 3.5 kg/ cm2.
f * m resistencia nominal a compresión: 15 kg/ cm2.
En módulo de elasticidad: 210 000 kg/ cm2.
Losa:
TIPO: Maciza
Peralte total de losa: 20 cms.
Acero de refuerzo en losa: fy = 4200 kg/ cm2.
CONSTANTES PARA EL DISEÑO POR RESISTENCIA.
f*c = 0.80 f ´c = 160.00 kg/ cm2.
f´c = 0.85 f*c = 136.00 kg/ cm2.
Refuerzo longitudinal:
As.min = (0.7 f ´c/fy bd)
As = pbd
p.min = 14/fy
p.máx = 0.75 pb
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pb = 0.85 B l (f ´c/fy 6115 /6115 + fy) (porcentaje para refuerzo a la tensión )
As = 14 bd/ fy
As = 0.76 pbx (bd)
A´s = As (en el centro del claro/4, continuo)
Refuerzo transversal
Separación de los anillos: Primer anillo a 5 cms.
Conforme a las NTC DF 2004.
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ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
Las cimentaciones son elementos estructurales encargados de transmitir las cargas de la
estructura a los estratos resistentes del terreno, con la finalidad de reducir o evitar los
hundimientos y el volteo provocado por la acción de cargas horizontales.
TRANSMISIÓN DE CARGAS
Para el diseño de la cimentación se analiza la carga que se presenta en los ejes y/o tramos,
se presenta la carga lineal por metro y se diseña para la carga mayor que se presenta.
A continuación se muestran los análisis de las cargas para nuestro diseño:
SECCIONES
Trabe 0.3 0.6 m
columna 0.3 0.5 m
Losa 0.2 m
LOSA DE AZOTEA
CARGA MUERTA
Concreto
Volumen
168 kg
Volumen de
Blocks
86.4 kg
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Peso Block 45 kg
209.4 kg
Carga Muerta 598.285714
CARGA VIVA
Carga Viva
(Reglamento)
100 kg/m²
Carga de Servicio 698.285714 kg/m²
LOSA DE ENTREPISO
CARGA MUERTA
Concreto
Volumen
168 kg
Volumen de
Blocks
86.4 kg
Peso Block 45 kg
209.4 kg
Carga Muerta 598.285714
CARGA VIVA
Carga Viva
(Reglamento)
250 kg/m²
Carga de Servicio 848.2857143 kg/m²
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Puertas y Ventanas
PUERTAS
ANCHO ALTURA CANTIDAD ESPESOR VOLUMEN
P1 1 2.1 12 0.15 0.3150
P2 0.9 2.1 1 0.15 0.2835
VENTANAS
ANCHO ALTURA CANTIDAD ESPESOR
V1 3.7 1.5 24 0.15 0.8325
V2 3.7 0.7 12 0.15 0.3885
V3 1.9 1.65 12 0.15 0.4703
Escalera
Área 10.24 m2
Cerámica 20 kg/m²
Pegamento 20 kg/m²
Aplanado fino 40 kg/m²
Forjado de escalón 168 kg/m²
Losa de escalera 240 kg/m²
Sobrecarga 40 kg/m²
CM 528 10.2426 5408.09 Suma total
CV 500 5121.30 10529.3928
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Columna A4 P4 Área de azotea
10.485
Área de entrepiso
10.485
Azotea Carga Muerta Carga Viva
Losa Área (m2)
Kg/m2 Total (kg) Área (m2)
Kg/m2 Total (kg)
10.485 598.2857143 10.485 100 1048.5 6273.025714
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.867 2400 2080.8
Columna Longitud Peso de la columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS1 10482.32571 kg
Entrepiso Carga Muerta Carga Viva
Losa Área (m2)
Kg/m2 Total (kg) Área kg/m2 Total (kg)
10.485 598.2857143 10.485 250 2621.25 6273.025714
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.867 2400 2080.8
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS2 12055.07571 Kg
CT 22537.40143 kg
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COLUMNA A2 P2 AREA DE AZOTEA 12.200 AREA ENTREPISO 12.200
Azotea Carga Muerta Carga Viva
Losa Área (m2)
Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
12.200 598.2857143 12.2 100 1220 7299.085714
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.969 2400 2325.6
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS1 11924.68571 Kg
Entrepiso
Carga Muerta Carga Viva Losa Área
(m2) Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
12.200 598.2857143 12.200 250 3050 7299.085714
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.867 2400 2080.8
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS2 13509.88571 Kg
CT 25434.57143 kg
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COLUMNA B4-C4-D4-E4-F4-G4-J4-L4-M4-N4-O4 AREA DE AZOTEA 20.770 AREA ENTREPISO 20.770
Azotea Carga Muerta Carga Viva
Losa Área (m2)
Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
20.770 598.2857143 20.77 100 2077 12426.39429
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.96 2400 2304
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS1 17887.39429 Kg
Entrepiso
Carga Muerta Carga Viva Losa Área
(m2) Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
20.770 598.2857143 20.770 250 5192.5 12426.39429
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.96 2400 2304
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS2 21002.89429 Kg
CT 38890.28857 kg
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COLUMNA B2-C2-D2-E2-F2-G2-J2-L2-M2-N2-O2
AREA DE AZOTEA 24.135 AREA ENTREPISO 24.135
Azotea Carga Muerta Carga Viva
Losa Área (m2)
Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
24.135 598.2857143 24.135 100 14439.62571 Total 2413.5
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.96 2400 2304
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS1 20237.12571 Kg
Entrepiso
Carga Muerta Carga Viva Losa Área
(m2) Kg/m2 Total (kg) Área Kg/m2 Total (kg)
24.135 598.2857143 24.135 250 6033.75 14439.62571
Trabe Longitud Peso de Trabe Total (kg)
0.867 2400 2080.8
Columna Longitud Peso de la Columna
Total (kg)
0.45 2400 1080 CS2 23634.17571 Kg
CT 43871.30143 kg
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REVISIÓN DE MUROS
COLUMNA ESPESOR ALTURA LONGITUD 1 LONGITUD 2 VOLUMEN VENTANA 1800 DESCARGA
MU
RO
A4 0.15 3.00 1.85 3.35 0.83 1.51 2.34 0.42 1.92 3462.75 3.46 6.93 TON B4 0.15 3.00 3.70 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON C4 0.15 3.00 3.70 3.35 1.67 1.51 3.17 0.83 2.34 4212.00 4.21 8.42 TON D4 0.15 3.00 3.7 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON E4 0.15 3.00 3.7 3.35 1.67 1.51 3.17 0.83 2.34 4212.00 4.21 8.42 TON F4 0.15 3.00 3.7 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON G4 0.15 3.00 1.85 3.35 0.83 1.51 2.34 0.42 1.92 3462.75 3.46 6.93 TON
J4 0.15 3.00 1.85 3.35 0.83 1.51 2.34 0.42 1.92 3462.75 3.46 6.93 TON K4 0.15 3.00 3.70 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON L4 0.15 3.00 3.70 3.35 1.67 1.51 3.17 0.83 2.34 4212.00 4.21 8.42 TON M4 0.15 3.00 3.7 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON N4 0.15 3.00 3.7 3.35 1.67 1.51 3.17 0.83 2.34 4212.00 4.21 8.42 TON O4 0.15 3.00 3.7 0.00 1.67 0.00 1.67 0.83 0.83 1498.50 1.50 3.00 TON P4 0.15 3.00 1.85 3.35 0.83 1.51 2.34 0.42 1.92 3462.75 3.46 6.93 TON
A2 0.15 3.00 3.35 1.85 1.51 0.83 2.34 0.19 2.15 3862.35 3.86 7.72 TON B2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON C2 0.15 3.00 3.35 2.90 1.51 1.31 2.81 0.19 2.62 4712.85 4.71 9.43 TON D2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON E2 0.15 3.00 3.35 2.90 1.51 1.31 2.81 0.19 2.62 4712.85 4.71 9.43 TON F2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON G2 0.15 3.00 3.35 1.05 1.51 0.47 1.98 0 1.98 3564.00 3.56 7.13 TON J2 0.15 3.00 3.35 1.05 1.51 0.47 1.98 0 1.98 3564.00 3.56 7.13 TON K2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON L2 0.15 3.00 3.35 2.90 1.51 1.31 2.81 0.19 2.62 4712.85 4.71 9.43 TON M2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON N2 0.15 3.00 3.35 2.90 1.51 1.31 2.81 0.19 2.62 4712.85 4.71 9.43 TON O2 0.15 3.00 1.85 1.60 0.83 0.72 1.55 0.36 1.19 2142.45 2.14 4.28 TON P2 0.15 3.00 3.35 1.85 1.51 0.83 2.34 0.19 2.15 3862.35 3.86 7.72 TON
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DESCARGAS TOTALES
COLUMNA BAJADA
DE CARGA
TON CARGA MURO (TON)
CARGA FINAL
COLUMNA (TON)
A4 22537.40143 22.54 6.93 29.46 B4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 C4 38890.28857 38.89 8.42 47.31 D4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 E4 38890.28857 38.89 8.42 47.31 F4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 G4 38890.28857 38.89 6.93 45.82
J4 38890.28857 38.89 6.93 45.82 K4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 L4 38890.28857 38.89 8.42 47.31 M4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 N4 38890.28857 38.89 8.42 47.31 O4 38890.28857 38.89 3.00 41.89 P4 22537.40143 22.54 6.93 29.46
A2 25434.57143 25.43 7.72 33.16 B2 43871.30143 43.87 4.28 48.16 C2 43871.30143 43.87 9.43 53.30 D2 43871.30143 43.87 4.28 48.16
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Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
E2 43871.30143 43.87 9.43 53.30 F2 43871.30143 43.87 4.28 48.16 G2 43871.30143 43.87 7.13 51.00
J2 43871.30143 43.87 7.13 51.00 K2 43871.30143 43.87 4.28 48.16 L2 43871.30143 43.87 9.43 53.30 M2 43871.30143 43.87 4.28 48.16 N2 43871.30143 43.87 9.43 53.30 O2 43871.30143 43.87 4.28 48.16 P2 25434.57143 25.43 7.72 33.16
ANÁLISIS Y DISEÑO DE ZAPATAS
ZAPATA CORRIDA EN EL EJE 4
A4 29.46
B4 41.89
C4 47.31
D4 41.89
E4 47.31
F4 41.89
G4 45.82
P 295.569133 Ton
QR 11 Ton/m²
PD 1.5 m
ɣs 1.6 Ton/m3
f'c 250 Kg/cm²
fy 4200 Kg/cm²
L 24.15 m
Contratrabe 0.4 0.7
Dado 0.4 0.6
Wpp 0.72 ton
N° de dados 7 5.04 ton
Peso propio de los dados
Cargas
Datos
Secciones
Calculo de Cimentación
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 18
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Wpp 3.332
Peso Total 303.941133 ton
Peso propio de la zapata 0.2 2.4 0.48 ton/m2
Peso propio del suelo 1.3 1.6 2.08 ton/m2
Suma Parcial 2.56 ton/m2
QN = 8.44 ton/m2
36.01 m2
1.5 m
0.85455 ton‐m
85455 kg‐cm
Proponemos z= 18
As 1.3 cm2
Determinamos As de otra manera
As=(ρmin)(b)(d)
ρmin 0.0026
b 100
d 20
As 5.2 cm
Separación 24.42307692
As = Vs No 4 @ 25 cm
Rige este valor de As
Peso propio de la contratrabe
Area de cimentación
Ancho de la zapata
Adopto 1,5m
Momento
t/ n
/
^2 /2 n 1 〖0.45〗^2 /2
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ZAPATA CORRIDA EN EL EJE 2
Cargas A2 33.16 B2 48.16 C2 53.30 D2 48.16 E2 53.30 F2 48.16 G2 51.00
Datos
P 335.22118 TON QR 11 Ton/m² PD 1.5 m ɣs 1.6 Ton/m3 f'c 250 Kg/cm² fy 4200 Kg/cm² L 24.15 m
Secciones
Contratrabe 0.4 0.7 Dado 0.4 0.6
Calculo de Cimentación Peso propio de los dados
Wpp 0.72 ton N° de dados 7 5.04 ton
Peso propio de la contratrabe
Wpp 3.332 Peso Total 343.59318 Ton Peso propio de la zapata 0.2 2.4 0.48 ton/m2 Peso propio del suelo 1.3 1.6 2.08 ton/m2
Suma Parcial 2.56 ton/m2
QN = 8.44 ton/m2
Area de cimentación
40.71 m2
t/
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1.7 m
1.055 ton‐m
105500 kg‐cm
Proponemos z= 18
As 1.6 cm2
Determinamos As de otra manera
As=(ρmin)(b)(d)
ρmin 0.0026
b 100
d 20
As 5.2 cm
Separación 24.4230769
Ancho de la zapata
Adopto 1,7m
Momento
Rige este valor de As
As = Vs No 4 @ 25 cm
/
^2 /2 n 1 〖0.5〗^2 /2
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ZAPATA CORRIDA SOBRE LAS ESCALERAS
Nota: Realizamos el analisis para una zapata, pero es lo mismo para la otra.
P 21.04 ton
QR 11 Ton/m²
PD 1.5 m
ɣs 1.6 Ton/m3
f'c 250 Kg/cm²
fy 4200 Kg/cm²
L 4.4 m
Contratrabe 0.4 0.7
Dado 0.4 0.6
Wpp 0.72 ton
N° de dados 2 1.44 ton
Wpp 3.332
Peso Total 25.812 ton
Peso propio de la zapata 0.2 2.4 0.48 ton/m2
Peso propio del suelo 1.3 1.6 2.08 ton/m2
Suma Parcial 2.56 ton/m2
QN = 8.44 ton/m2
3.06 m2
0.7 m
0.85455 ton‐m
85455 kg‐cm
Datos
Secciones
Calculo de Cimentación
Momento
Peso propio de los dados
Peso propio de la contratrabe
Area de cimentación
Ancho de la zapata
Adopto 1,5m
t/ n
/
^2 /2 n 1 〖0.45〗^2 /2
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CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
De acuerdo a los trabajo de campo y laboratorio ejecutados, se establecen las características y propiedades del subsuelo que a continuación se exponen.
La exploración y el sondeo del subsuelo, arrojo las siguientes condiciones estratigráficas:
Desde la superficie y hasta una profundidad aproximada de 1,80 metros se detectó un CH (arena inorgánica de alta plasticidad).
Subyaciendo al estrato anterior y hasta una profundidad de 3 m, se detectó una arena arcillosa (SC).
Cuadro Resumen de Propiedades Estratigráficasx
Pozo Profundidad Ensaye SUCS W I.P. Ø C γ
De A % Ton/m2 1 0 1.20 IXC-
846 CH 41.04 29.03 20° 2.2 1.4
2 1.20 3.00 IXC-847
SC 47.85 46.42 29° 4.5 1.6
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ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE CARGA
Tomando en cuenta las características geotécnicas del subsuelo y las consideraciones mencionadas, a continuación se describen las teorías y fórmulas empleadas para los cálculos geotécnicos.
Debido a que es una cimentación superficial, ya que, la profundidad de desplante es menor a 5 metros y debido a la bajada de cargas, utilizaremos zapatas corridas. Para el estudio de la capacidad de carga utilizaremos la Teoría de Terzaghi, debido a que estamos trabajando con un suelo cohesivo-friccionante. La capacidad de carga según Terzaghi está dada por:
12
Donde: - qc: capacidad de carga [tn/m2] - c: cohesión del material - Nc,Nq,Nγ: factores de capacidad debidos a cohesión, sobrecarga y peso del
suelo. - Ύ: peso volumetrico del subsuelo de apoyo de la cimentación [tn/m3] - Df: Profundidad de desplante [m] - B:ancho de la zapata [m]
De acuerdo a los resultados que obtuvimos de los ensayes de laboratorio, y teniendo en cuenta un factor de seguridad de 3 , obtuvimos los siguientes resultados:
Para la zapata de 1,5m de ancho: De la tabla siguiente obtenemos los valores de los factores de capacidad de carga
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 24
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27.86 4.5t m2⁄ 1.4tn/m3 1.2m 16.40 1,6 0.4m 16.40
0.6tn/m3 1.4m 16.40 0.5 19.34 1.5m 0.6t./m3
185.90 /
185.90 /
361.97 /
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 25
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Para la zapata de 1.7 m de ancho:
27.86 4.5t m2⁄ 1.4tn/m3 1.2m 16.40 1,6 0.4m 16.40
0.6tn/m3 1.4m 16.40 0.5 19.34 1.7m 0.6t./m3
187.06 /
187.06 /
362.35 /
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS
Ocuparemos las fórmulas y el gráfico de Fadum para carga lineal.
ZAPATA 1
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Para el punto A tenemos:
X= 0; Y= ∞
Z m n P0 P σz 1 0 ∞ .319 14.23 4.54
1.5 0 ∞ .319 14.23 3.03 2 0 ∞ .319 14.23 2.27
Para el punto B X= 0.85; Y= ∞
Z m n P0 P σz 1 .85 ∞ .108 14.23 1.54
1.5 .57 ∞ .186 14.23 1.76 2 .43 ∞ .222 14.23 1.58
ZAPATA 2
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 27
Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
Para el punto A tenemos:
X= 0; Y= ∞
Z m n P0 P σz 1 0 ∞ .319 14.23 4.54
1.5 0 ∞ .319 14.23 3.03 2 0 ∞ .319 14.23 2.27
Para el punto B X= 0.75; Y= ∞
Z m n P0 P σz 1 .75 ∞ .130 14.23 1.85
1.5 .50 ∞ .203 14.23 1.93 2 .38 ∞ .246 14.23 1.75
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS
ZAPATA 1
Esfuerzos debido al peso propio de los estratos:
∗
1.6 ∗ 3.0 4.8 T /m2
Punto A :
∆ =2.27 + 4.8 = 7.07 T /m2
Pnto B :
∆ = 1.58+ 4.8= 6.38 T /m2
Asentamiento :
∆ ∆
1
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 28
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Para obtener el coeficiente de compresibilidad tenemos :
1
.026
2.3
Entonces :
. 0261 2. 3
.0078 /
El asentamiento estaría dado por :
Asentamiento :
∆ ∆
∆ 0.0078 7.07 3 0.165m
∆ 0.0078 6.38 3 0.149m
Asentamiento Diferencial :
∆ ∆ 0.165m 0.149m .016m
ZAPATA 2
Esfuerzos debido al peso propio de los estratos:
∗
1.6 ∗ 3.0 4.8 T /m2
Punto A :
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 29
Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.
∆ =2.27 + 4.8 = 7.07 T /m2
Pnto B :
∆ = 1.75+ 4.8= 6.55 T /m2
Asentamiento :
∆ ∆
1
Para obtener el coeficiente de compresibilidad tenemos :
1
.026
2.3
Entonces :
. 0261 2.3
.0078 /
El asentamiento estaría dado por :
∆ 0.0078 7.07 3 0.165m
∆ 0.0078 6.55 3 0.153m
Asentamiento Diferencial :
∆ ∆ 0.165m 0.153m .012m
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 30
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El tiempo de asentamiento estará dado por:
Y para el coeficiente de deformabilidad:
Sustituyendo:
10. 0078 1
1.2821 10 /
Por lo tanto:
. 848 1.2821 103
. 848
1.2821 10 /359527337.96 1.88 2 ñ
DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA 31
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ANEXOS
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