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ALCALDIA MAYOR DE BOGOTA, D. C.

AlCAlDIA MAYORBOGOTAD.C.

InstitutoDESARROLLO URBANO

CONTRATO IDU-133-05

Estudios y Diseños de la Troncal Calle 26Av. 3a - Aeropuerto El Dorado - Av. José Celestino Mutis, en Bogotá D.C.

Contiene:DISEÑO RAMPA DE ACCESO EN CONCRETO REFORZADO PUENTE PEATONAL

CONCEJO

CLIENTE:

1E1RJ71/ INGENIERIA L TDA.NIT 900029283-9

/ ert@te/ecom.com.co

BOGOTA, D.C. DICIEMBRE DE 2007

CONTRA TO IDU-133-05 11~-- -.l!!':!l; ••,V~JF~i:J;a ESTUDIOS y DISENOS DE LA TRONCAL CALLE 26 (AV. 3a-"-.;,." ." 'AEROPUERTO EL DORADO-AV JOS E MUTIS), EN BOGOTA D.C.

~ ••~.~ ALCALOIA MAYORIIOGQ!A D.C.

IfttfitutoPUENTE PEATONAL CONCEJO OESAMOlLOUABAHO

IEIRJI! DISEÑO DE RAMPAS DE ACCESO EN CONCRETO REFORZADO Hoja 2INGENIERIA LTDA.

INDICE

1. INTRODUCCION ..................................................•.........•.....•........................................... 31.1 DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA 3

2. CONSIDERACION'ES DE DISEÑO 42.1 NORMAS DE CÁLCULO Y DISEÑO 42.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL 4

3. SECCIONES Y MATERIALES 53.1 MATERIALES 5

4. ANALlSIS DE ESTABILIDAD Y DISEÑO 54.1 DESLIZAMIENTO 54.2 VOLCAMIENTO 64.3 CA,RGAS DE'DISEÑO 64.3.1 PESO PROPIO DEL MURO 64.3.2 PRESION DE LLENO SOBRE EL RESPALDO DEL MURO 64.3.3 PRESION DE TIERRA CONTRA EL FRENTE DEL MURO 64.3.4 FRICCION 74.3.5 SOBRECARGAS 7

5. ANALISIS y DISEÑO , 8

"-."09006

PUENTE PEATONAL CONCEJO

AlCAlD MAYORDL

CONTRATO IDU-133-05ESTUDIOS y DISEÑOS DE LA TRONCAL CAlLE 26 (AV. 3a-

~~j",,~~~~~ AEROPUERTO EL DORADO-AV JOSE MUTIS), EN BOGOTA D.C.

IEIRJ'lf DISEÑO DE RAMPAS DE ACCESO EN CONCRETO REFORZADO Hoja 3======INGENIERIA LTDA.

1. INTRODUCCION-

La presente memoria de cálculo corresponde al análisis estructural y de lasrampas de acceso en concreto reforzado de los puentes peatonales. De acuerdocon los requerimientos de los términos de referencia del contrato IDU 133-05.

La estructura esta conformada por muros en voladizo de altura variable y unaplaca de contrapiso, soportada por un relleno.

1.1 DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA

El tipo de muro a diseñar es Muro en Voladizo. Este se construye en concretor~forzado y su estabilidad depende de su forma, de sus·dimensiones y del pesodel suelo que esta sobre este. Su estabilidad depende básicamente de a la acciónde _empotramientodel extremo inferior, de esta manera el muro funciona como unaviga vertical en voladizo que soporta las cargas horizontales debidas al empuje detierras y a la sobrecarga dada por la placa de contrapiso.

CONTRATO IDU-133-05

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Ift.tiMOPUENTE PEATONAL CONCEJO OESAmOllOOABANO

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~~:;'·~.()~SIJjER~CIONE$tD~ DISEÑO

2.1 NORMAS DE CÁLCULO Y DISEÑO

El diseño de las estructuras de concreto se desarrolla utilizando los siguientescódigos de diseño:

• Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismorresistente (NSR-98)Titulo C - Concreto estructural.

2.2 ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Para el análisis de la estructura se empleara una hoja de cálculo de muros decontención, en el cuál se modelan las estructuras correspondientes involucrandolos diferentes tipos de elementos, materiales y propiedades estructurales.

..OOD005

~1f!J1! DISEÑO DE RAMPAS DE ACCESO EN CONCRETO REFORZADO Hoja 5=======INGENIERlA LTDA.

IJOR

PUENTE PEATONAL CONCEJO

3. SECCIONES Y MATERIAt!ES .

3.1 MATERIALES

La tabla siguiente presenta los materiales y la calidad de los mismos utilizadospara cada uno de los elementos que conforman las rampas.

MATERIAL F'c(Kg Icm2)

MUROS Concreto 210ZARPA Concreto 2~0PLACA Concreto 210

4. ANALlSIS D~EESTABILIDAD Y DISEÑO

4.1 DESLIZAMIENTO

El muro tiende a deslizarse por efecto del empuje horizontal del lleno. Lo queimpide que el muro se deslice es el rozamiento que se presenta entre su base y elsuelo de su fundación, por ello es conveniente que la superficie de contacto sea lomas rugosa posible para lograr mayor adherencia.

Para mejorar la fricción entre la base del muro y el suelo de fundación esrecomendable antes de construir el muro se coloque una capa de grava gruesa deunos 15 cm de espesor bien compactada.

El factor de seguridad contra el deslizamiento debe ser superior a 1.5, para sudeterminación debe verificarse que las fuerzas de fricción 'a nivel de la cimentaciónsean mayores que las acciones horizontales de los empujes.

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=©==='IRJ:::::=U DISEÑO DE RAMPAS DE ACCESO EN CONCRETO REFORZADO Hoja 6- INGENIERIA LTDA.

4.2 VOLCAMIENTO

Todo muro debido al empuje activo tiende a volcarse. Este vuelco es producidopor la componente horizontal del empuje activo. El peso propio del muro así comola componente vertical del empuje del lleno, tienden .a equilibrar el momento delefecto de vuelco.

Para evitar que p,arte del suelo sea solicitado a tracción la resultante que actúasobre la base del muro debe estar en su tercio central y para garantizar laseguridad del muro al volcamiento el factor de seguridad no debe ser inferior a 2.0.

F.s = I MF ESTABIUZADORAS

IMFEMPUJE

4.3 CARGAS DE DISEÑO

4.3.1 PESO PROPIO DEL MURO

Esta fuerza actút;1en el centro de gravedad de la sección.

4.3.2 PRESION DE LLENO SOBRE EL RESPALDO DEL MURO

Se denominan empujes activos por que van en la dirección de del desplazamientodel muro.

4.3.3 PRESION DE TIERRA CONTRA EL FRENTE DEL MURO

Se denominen empujes pasivos por que van en dirección contraria aldesplazamiento del muro.

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ESTUDIOS y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26 (AV. 3a·"o:i'~.'-I"""~"''O:~'''.zr AEROPUERTO EL DORADO·AV JOSE MUTIS), EN BOGOTA D.C.

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4.3.4 FRICCION

Esta fuerza es desarrollada entre la base del muro y el suelo de fundación. Laresultante de estos efectos horizontales se calcula mediante la expresión.

4.3.5 SOBRECARGAS

Uniformemente distribuidas sobre el lleno, dentro de estas se pueden mencionarlas sobrecargas ocasionadas por efectos de construcción y peso de los vehículosque transitan a través del suelo localizado en las inmediaciones del muro.

CONTRATO IDU-133-05ESTUDIOS y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26 (AV. 3a-

'Q'~I.I".~~ •••••.••••~~ AEROPUERTO EL DORADO-AV JOSE MUTIS), EN BOGOTA D.C.

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5.~ANAlISIS y DISEÑO FINAL

.• t) n()oa,

DISEÑO DEL MURO RAMPA DE ACCESO EN CONCRETO

Coeficiente de presión activa: Ka = ( 1 - se,* ) / (1 + sen + ) = 0.33Coeficiente de presión pasiva: Kp = ( 1 + sentP) / (1 - sen + ) = 3.00

Pa = Ka * ys * h2 / 2 = 0.66 ton

Pp = Ka * ys * h2/ 2 = 2.63

Momento al volcamientcSp = Yw * (H - franco) * B/2Y = h /3 = 0.58333333 mMv = E' Y + Sp' 8/3Muv = 1,70' Mv 1.34

DATOSys= 1.75yh = 2.40

f'c = 210fy = 4200

q, = 30f = 0.44

as = 4.00

DIMENCIONAMIENTC

H 1.75Bo= 0.25

D= 0.25B= 1.40p= 0.40T= 0.75

Hs= 1.50

ESTABILIDAD DEL MURO

Vm3

Vm3

kg/cm2

kg/cm2

Peso específico del material de rellenoPeso específico del hormigón armadoResistencia del hormigónlímite de fluencia del aceroÁngulo de fricción interna ( limos secos y sueltos)Coeficiente de rozamiento

mm 1-I/24020cmm H/10-H/12m O.4H- 0.7Hm BI3mm

0.875

0.79 ton-mton-m

Espesor de la pantalla en su parte ¡nteñolMuv = 134494.79 kg-cm

b = 100 cmRu = 37.8:; kglcm2

d = [Muv / ( 0,90 • Ru • b) )1/2 6.283 cm

Espesor de Ia.s paredesI = d + recubrimiento =

Adoptamos: t =16.28 cm

0.25 cm

Comprobacion al esfuerzo cortantEh'= 1.50 mE' = 0.66 'TonEu=1,70*E '= 1.12 Tond= 15 cm

Vu=Eu/( 0,85*b*d) ,

V dm=0,53(fc)I/2 =kg/cm2

kgl~I!l~ ~_L_~.SPESOR t ES CORRECTO

0.88

7.68

FUERZA V ¡ H XI

Mv

IMh

ton ! ton m ton-m ton·mWl 0.84 0.7 0.59W2 0.9 0.525 0.47W3 O 0.65 0.00W4 0.00 0.525 0.00W5 0.00 0.65 0.00W6 1.97 1.025 2.02W7 0.53 0.2 0.11

PpPa 0.89 0.5833333 0.52- 4.23 I - 0.89 I 3.18 0.52

Factor de seguridad por deslizamiento

FSo= 2.09 O.K.FS.dm= 1.50

Factor de seg!lridad por volcamientc

FSo= 6.11 O.K.FS.dm= 2.00

Posicion de la resultante

XA = (Mr-Mv) /W =Excentricidad: e=B/2-~=

0.63

0.07

m Esta dentro del tercio medio

m

Presiones del suelo

.-.-'.,al

al = W/B*(1+6*e/B)a2 = W / B * ( t - 6 * e / B )

DISEÑO DE LA PANTALLA

Presiones en la base: p = Ka ·ys * hi

p1

p2

p3

3.95 tonlm2

2.10 tonlm2

0.88

0.58

0.29

tonlm2

tonlm2

tonlm2

Empuje horizontal en cada sección: F = p. hi /2

FlF2F3

2.380.580.15

TonTonTon

pI

lDOOO .. ~.".: '. '"... '-...

fuerzas cuyos brazos,corresponden a los centro de gravedad de los triángulosde presiones, son : y = hi /3

yl 0.50 my2 0.33 my3 0.17 m

Momentos f1ectores en cada sección: M = Fi 'yi

M1 1.19 t-m/mM2 0.19 t-m/mM3 0.02 t-m/m

Armadura por flexion

Sección 1 :Mu = 118750.00 Kg-cm

b= 100d= 20

As= 1.59 cm2 REFUERZO MINIMO

Asmin = 6.67 cm2

No.3 No. 4 No. 5 No. 610 6 4 3

Sección 2:Mu = 19444.44 Kg-cm

b= 100d= 20

As = 0.26 cm2 REFUERZO MINIMO

Asmin = 6.67 cm2

No.3 No.4 No. 5 No. 610 6 4 3

Sección 2:Mu = 2430.56 Kg-cm

b= 100d= 20

As= 0.03 cm2 REFUERZO MINIMO

Asmin= 6.67 cm2

No. 3 No.4 I No. 5 No. 610 6 4 3

) Refuerzo por temperatura

Ast=O,0025*b*tm= 6.25

Cara exterior

Cara interior

4.2

2.1

DISEÑO PIE

\

I

¡--Ul~cr2

crl~

cr3=cr4=

3.423.09

Momento flectolMf=L 1/6y2* ul+crJ) =Mu=1,70*Mf=

0.0040.006

t-mlm

t-mlm

Momento resistente de la seccior

Ru= 37.85 kg/cm2

b= 100 cmd= 18 cm

Mr=O,90*Ru*b*<f= 11.04 Ton-mlm CUMPLE

Mu = 615.49 Kg-cmb= 100d= 18

As= 0.01?

REFUERZO MINIMOcm-

Asmin= 6.00 cm2

No. 3 No.4 No, 5 No. 69 5 3 3

Diseño a cortanteV=(crl+cr3)/2*L*1,70 = 2.50 Ton

Vu=V/(O,85*b*d)= 1.64 kg/cm'

Vadm=O,53(f 'C)'/'= 7.68 kg/cm' CUMPLE

.. ,

.DISEÑO DE TALON

Instituto de Desarrollo Urbano j

Centro de Documentación

0'4= 3.09 [Peso Talon 0.84 ton/m2

,ton/m2Peso terreno 3.68

cr= 4.52

Momento f1ectorMf=L 2 /6*(2*uA +uB ) =Mu=1,70*Mf=

::J 2.101 __ ---

0'= 4.52

=1.43 c==:J 0'8= 2.41

0.024 t-m/m0.042 t-mlm

Momento resistente d¡¡ la seccion

Ru = 37.85 kg/em2

b= 100 cmd = 18 cm

Mr=0,90'Ru*b*ct= 11.04 Ton-m/m

Mu = 4152.57 Kg-emb = 100d = 18

As = 0.06 em2

Asmin = 6.00

CUMPLE

REFUERZO MINIMO

9 3No. 3

Diseno a cortanteV=(0'4+0'2)/2*L*1,70 =

Vu=V/(0,85*b*d)=Vadm=0,53(f 'e)I/2=

PLACA

Ancho de placaEspesor de placaPeso propioCvMomento

3,16m0,15m0,36Ton0,25Ton0,761

NO.4 No. 5 NO.65 3

2.45

1.60

7.68

Ton

kg/em2

kg/em2 CUMPLE

As/mAsmin/mRefuerzo en ambas direcciones<1>7.5mm le 0.15m