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REF. 11-007 PROYECTO DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR EN EL BARRIO DE ZARIMUTZ (ESKORIATZA) PARA COMPLETAR EL TRAMO: ARLABAN – ESKORIATZA DE LA AUTOPISTA VITORIA/GASTEIZ - EIBAR

BIDEGI 000-14-N-S3#MEMORIA 24

ANEJO Nº 3 : CÁLCULOS ESTRUCTURA



ANEJO 3 – CÁLCULOS ESTRUCTURA

En el barrio Zarimutz se han diseñado dos estructuras: la ODL en la actuación 3.1 y el muro de escollera en Act.

4.8.

3.1. ESTRUCTURA SOBRE LA ODL EN ACTUACIÓN 3.1.

La única estructura diseñada, en las actuaciones previstas en el barrio de Zarimutz, es el paso sobre la ODL 1 en

la actuación 3.1.

Este paso se ha resuelto mediante tres placas prefabricadas alveolares de hormigón de espesor 15 cm y

anchura de 1,20, con una capa de compresión de espesor 10 cm, para unir las placas. Dichas placas apoyan,

mediante apoyos de neopreno, en sendos durmientes de hormigón de espesor 20 cm y anchura 0,70 m. La luz

de cálculo del paso es aproximadamente de 4,34 m., pero ante la posibilidad de que en obra sea conveniente

ampliar algo la luz, dicho paso se han diseñado para una luz libre de 4,50 m. quedando así del lado de la

seguridad.

Se acompañan a continuación los cálculos justificativos de las placas alveolares, que han sido realizados por la

empresa ARRIKO.

Las cargas que las placas transmiten a los durmientes de hormigón son las siguientes:

Cargas existentes (por m2):

a) Peso propio.

Peso placas 2,84 KN/m2 Total= 5,84 KN/m2

Capa compresión 2,5 KN/m2

b) Sobrecarga de uso = 20 KN/m2

Luz de cálculo 4,5 m

Cargas de los apoyos (por ml) P= (20+5,34) x 4,5/2=57 KN/ml

Aunque el durmiente de hormigón tiene una anchura de 0,7 m, considerando solo una anchura útil de 0,5 m

(del lado de la seguridad), la tensión sobre el terreno será:

222 Kg/cm1,14T/m11,4KN/m114m0,5

KN/ml57σ ==== , valor que consideramos válido

Consideramos que esta tensión es perfectamente asumible por la escollera hormiganada de la obra de drenaje.

DATOS DEL PROYECTO

DATOS GENERALES CARGAS

OBRA ESKORIATZA Peso propio (G1) 2,84 KN/m2Nº EXPEDIENTE 113802 Compresora (G2) 2,5 KN/m2FECHA 12/01/2012 pavimento (G3) KN/m2

Rellenos (G4) KN/m2Planta Tabiquería (G5) KN/m2Zona Total concargas (G) 5,34 KN/m2

Luz de vano (L1) 4,5 m.Tipo de vano Aislado Sob. de uso 20 KN/m2

Otras sob. KN/m2tipo de forjado P1215+10 Total sob.(Q) 20 KN/m2Resistencia al fuego REI-90Canto 15 cm.Capa de compresión 10 cm.Canto Total 25 cm.Tipo de armadura (T) T-3M resistente 103,07 mxKN/mQ resistente 160,67 KN/mM 0,2 (ancho de fisura 0,2 mm.) 94,82 mxKN/mM 0 (descompresión) 61,69 mxKN/m

Ambiente IiaTabiquería encima (Si / NO) NO

MATERIALES

CARACTERISTICAS COEFICIENTES

HORMIGON PRETENSADO HORMIGON PRETENSADOTipo HP-45 γG concargas 1,35Fck 45 N/mm2 γQ sobrecargas 1,5

γc 1,5HORMIGON "IN SITU"Tipo HA-25 HORMIGON "IN SITU"Fck 25 N/mm2 γG concargas 1,5

γQ sobrecargas 1,6ACERO ACTIVO γc 1,5Tipo Y 1860 SFyk 1640 N/mm2 ACERO ACTIVOTensión de tesado ( σs ) 1330 N/mm2 γs 1,15

ACERO PASIVO ACERO PASIVOTipo B-500-S γs 1,15Fyk 510 N/mm2

ESQUEMA DE LUCES Y CARGAS

ESQUEMA DE MOMENTOS FLECTORES

Mg* (dedido a las concargas) Mq* (debido a las sobrecargas)Mg* = (g* x L12)/ 8 Mq* = (q* x L12)/ 8

MOMENTO POSITIVO

Mg* 18,25 mxKN/mMq* 75,94 mxKN/m

M+* = Mg* + Mq* 94,19 mxKN/m

M resistente 103,07 mxKN/m

Comparativa 94,19 < 103,07 CUMPLE

MOMENTO NEGATIVO

Mg* 20,28 mxKN/mMq* 81,00 mxKN/m

M+* = Mg* + Mq* 101,28 mxKN/m

M-* =0,25 x M+* 25,32 mxKN/m

Fyd 126,59 KN/m

diametro 10 4 redondos / mdiametro 12 2 redondos / mdiametro 16 1 redondos / mdiametro 20 1 redondos / mArmado mínimodiametro 10 5 redondos / m

CORTANTE MAXIMO

ESTADOS LIMITES ULTIMOS

CORTANTE MAXIMO

Qg* = G* x L1 / 2 16,22 KN/mQq* = Q* x L1 / 2 67,50 KN/m

Q* = Qg* + Qq* 83,72 KN/m

Q resistente 160,67 KN/m


MOMENTO POSITIVO

Mg 13,52 mxKN/mMq 50,63 mxKN/m

M+ = Mg + Mq 64,14 mxKN/m

M 0,2 (ancho de fisura 0,2 mm.) 94,82 mxKN/m Para ambientes I - IIa- IIb - HM 0 (descompresión) 61,69 mxKN/m Para ambientes IIIa-IIIb-IIIc-IV-F-Qa-Qb-Qc

M límite 94,82 mxKN/m


ESTADOS LIMITES DE FISURACION

CANTO MINIMO SEGÚN ARTICULO 15.2.2 DE LA EFHECanto mínimo para el cual no es neceario calcular la flecha

h min = δ1 x δ2 x L / C

δ1 = √ (q/7) 1,90δ2 = (L / 6)1/4 0,93L 4,5 m.C 45 Forjado con tabiqueria

h min 17,71 < 25 CUMPLE

ESTADOS LIMITES DE DEFORMACION

FLECHAS INSTANTANEAS

Datos de la placa alveolar

C.D.G. Centro de gravedad

Fp fuerza de pretensado

h (canto total de la placa) 15 cm.y1 8 cm.y2 = (h-y1) 7 cm.r 4 cm.e = (y2-r) 3 cm.

As (cuantia de acero por placa)Tipo de aramdura T-3diámetro 13 mm. 0 unidades 100 mm2diámetro 9,3 mm. 8 unidades 52 mm2As total 416 mm2

Rigidez ( ExI )

CALCULO DE FELCHA

Rigidez ( ExI )

( ExI ) 0 = rigidez de la placa aislada 9,75 MN/m2 por placa( ExI ) 1 = rigidez de la placa y capa de compresión 34,26 MN/m2 / m por metro de ancho

Fases de construccion Edad

λ 1 de la fase

anterior

λ 2 tiempo acumulado

λ n = λ2 - λ1

A.-Destesado 3 días 0 0 0B.-Vertido de la capa de compresión 1 mes 0 0,7 0,7 λ AC.-Aplicación de las cargas permanentes 2 mes 0,7 0,85 0,15 λ BD.-Plazo infinito 5 años 0,85 2 1,15 λ C

Fase A (destesado)

F1-Contraflecha

Fi1 = ( Mp x L12 ) / ( 8 x ( Ex I )0)

Mp (momento de pretensado)Fp = As x σs 553,28 KN por placaMp = Fp x e 16,60 m x KN por placa

F1 -4,31 mm.

F2-Flechas instantáneas debidas al peso propio de la placa

F2=( 5 x g1 x L4 ) / ( 384 x (E x I)o )g1= G1 x 1,2 3,41 KN/m por placa

F2 1,87 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE A -2,44 mm.

Fase A-B (Intervalo entre el destesado y el vertido de la capa de compresión)

λA 0,70

F3-Contraflechas diferidas en el periodo A-B

F3 = F1 x λA -3,02 mm.

F4 Fl h dif id l i d A B d bid l i d l lF4-Flechas diferidas en el periodo A-B debidas al peso propio de la placa

F4 = F2x λA 1,31 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE A-B -4,15 mm.

Fase B (Vertido de la capa de compresión)

F5-Flechas instantáneas debidas a la capa de compresion

F5=( 5 x g2 x L4 ) / ( 384 x (E x I)o )g2= G2 x 1,2 3,00 KN/m por placa

F5 1,64 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE B -2,51 mm.

Fase B-C (Intervalo entre el vertido de la capa de compresión y el fraguado de la misma ) Inicio de colocación de tabiquería y pavimentos

λB 0,15

F6-Contraflechas diferidas en el periodo B-C

F3 = F1 x λB -0,65 mm.

F7-Flechas diferidas en el periodo B-C debidas al peso propio de la placa

F4 = F2x λB 0,28 mm.

F8-Flechas diferidas en el periodo B-C debidas a la capa de compresión

F8 = F5x λB 0,25 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE B-C -2,63 mm.

Fase C Aplicación de las cargas permanentes

F9-Flechas instantáneas debidas a las cargas permanentes

F9=( 5 x g3 x L4 ) / ( 384 x (E x I)1 )g3= (G3+G4+G5) 0,00 KN/m2

F9 0,00 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE C -2,63 mm.

Flechas instantáneas con la inercia de la sección del forjado completa

FA --Contraflecha

FA= ( Mp x L12 ) / ( 8 x ( Ex I )1)

Mp (momento de pretensado)Fp = As x σs 553,28 KNMp = Fp x e 16,60 m x KN

FA -1,23 mm.

FB-Flechas instantáneas debidas al peso propio de la placa

FB=( 5 x g1 x L4 ) / ( 384 x (E x I)1)g1= G1 2,84 KN/m

FB 0,44 mm.

FC-Flechas instantáneas debidas a la capa de compresionp p

FC=( 5 x g2 x L4 ) / ( 384 x (E x I)o )g2= G2 2,50 KN/m por placa

FC 0,39 mm.

Fase C-D Aplicación de sobrecargas y flechas a plazo infinito

λC 1,15

F10-Contraflechas diferidas en el periodo C-D

F10 = FA x λC -1,41 mm.

F11-Flechas diferidas en el periodo C-D debidas al peso propio de la placa

F11 = FBx λC 0,51 mm.

F12-Flechas diferidas en el periodo C-D debidas a la capa de compresión

F12 = FCx λC 0,45 mm.

F13-Flechas diferidas en el periodo C-D debidas a la capa de compresión

F13 = F9x λC 0,00 mm.

F14-Flechas instantáneas debidas a las sobrecargas

F14=( 5 x q x L4 ) / ( 384 x (E x I)1 )q 20 KN/m2

F14 3,12 mm.

FLECHA AL FINAL DE LA FASE C-D 0,03 mm.

Ft-FLECHA TOTAL AL FINAL DE LA FASE C-D

Ft 0,03 mm.

Límite de flecha total según el artículo 15.2.1 de la EFHE:

Limite 1 ( L/250 ) 18,00 mm.Limite 2 ( L/500 + 1 cm.) 19,00 mm.

Limite menor 18,00 mm.

Comparativa 0,03 < 18 CUMPLE

Fact-FLECHA ACTIVA

Fact = Ft-FB-C

Fact 2,66 mm.

Límite de flecha total según el artículo 15.2.1 de la EFHE:

Limite 1 ( L/500 ) 9,00 mm.Limite 2 ( L/1000 + 0,5cm.) 9,50 mm.

Limite menor 9,00 mm.

Comparativa 2,66 < 9 CUMPLE



3.2. MURO DE ESCOLLERA EN ACTUACIÓN 4.8.

Codigo.

Revisión.

Anejo. Cálculos estructurales. Autor.

Objeto. Muro de escollera. Fecha.

Datos geométricos.

Modelo cálculo. 3-A Tipo = 5

Altura de escollera. H = 4,40 [ m ]

Ángulo de trasdos. n T = 1 h: 3 v [ ----- ]

α T = 71,57 [ º ]

Ángulo de intrados. n I = 1 h: 3 v [ ----- ]

α I = 71,57 [ º ]

Pendiente en la zapata. p Z = 3 h:1 v [ ----- ]

α Z = 18,43 [ º ]

Ancho en coronación. a = 1,50 [ m ]

Anchura de puntera. x0 = 0,50 [ m ]

Altura de puntera. m = 1,00 [ m ]

Profundidad de la zapata. z = 0,67 [ m ]

Altura total. Ht = 6,07 [ m ]

Características goetécnicas.

Carga repartida en trasdos. q = 10 [ kN/m2 ]

Densidad de escollera. g E = 19,00 [ kN/m2 ]

Densidad del terreno. g T = 19,00 [ kN/m2 ]

Angulo de rozamiento interno. φ = 30 [ º ]

Cohesión interna del terreno. c = 0,00 [ kN/m2 ]

Talud del terreno. t terr = 0 h:0 v [ ----- ]

β 0,00 [ º ]

Tensión admisible del terreno. t adm = 0,34 [ N/mm2 ]

Angulo de rozamiento terreno-muro. d = 20 [ º ]

Angulo de rozamiento terreno-zapata. φ tz = 20 [ º ]

Coef. Seg. Vuelco. Mínimo. csv = 1,80 [ ----- ]

Coef. Seg. Deslizamiento Mínimo. csd = 1,50 [ ----- ]

Cálculo de características geométricas del muro. Obtención de empujes del terreno.

Area de la escollera. A = 9,27 [ m2 ] Coeficiente de empuje activo. kA = 0,183 [ ----- ]

Peso de la escollera. W = 176,07 [ kN ] Empuje activo del terreno. Et = 63,95 [ kN ]

Y de C.D.G. yG = 1,76 [ m ] Profundidad de aplicación. zT = 2,02 [ kN ]

Y punto de vuelco. yO = 3,47 [ m ] Empuje sobrecarga. EQ = 11,10 [ kN ]

Z punto de vuelco. zO = 5,40 [ m ] Profundidad de aplicación. zQ = 3,03 [ m ]

Y centro de zapata. yC = 2,74 [ m ] Empuje total. E = 75,05 [ kN ]

Z centro de zapata. zC = 5,73 [ m ] Componente horizontal. EH = 75,02 [ kN ]

Ancho de zapata. Bz = 2,11 [ m ] Componente vertical. EV = 2,05 [ kN ]

Z de aplicación del empuje. zE = 3,89 [ m ]

Coeficiente de seguridad al deslizamiento. Y de aplicación del empuje. yE = 1,30 [ m ]

Fuerza deslizamiento. T = 71,17 [ kN ]

Fuerza contra deslizamiento. R = 126,46 [ kN ]

Coef. Seg. Deslizamiento. Csd=R/T = 1,78 [ ----- ]

Coeficente de seguridad al vuelco.

Momento volcador. Mv = 108,47 [ kN*m ]

Momento estabilizador. Me = 300,69 [ kN ]

Coef. Seg. Vuelco. Csv=Mv/Me = 2,77 [ ----- ]

Tensiones transmitidas al terreno.

Axil perpendicular. Nz = 192,70 [ kN ]

Momento eje. Mz = -38,57 [ kN*m ]

Excentricidad. exc = 0,20 [ m ]

Ancho zona no despegada. Bt = 2,11 [ m ]

Tensiones sobre el terreno. t1 = 0,14 [ N/mm2 ]

t2 = 0,04 [ N/mm2 ]

11-007

[ 02 ]

-----

22-abr-13

o.k., csd > 1,50

o.k., csv > 1,80

o.k., t < 0,34 N/mm2

Proyecto. PROYECTO DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR EN ESKORIATZA PARA COMPLETAR EL TRAMO:ARLABAN-

ESKORIATZA DE LA AUTOPISTA VITORIA/GASTEIZ-EIBAR (ESKORIATZA-GIPUZKOA).

BARRIO DE ZARIMUTZ

O

G

C

H

M

HT

P1

z

A

q

X0 n T

1

n I

1

y

z

T

I

BZ

z

FICHERO. 11007_escollera.xlsm 1/1 HOJA. eskoriatza

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