Memoria de Cálculo

34
PROYECTO ESCOLAR MECÁNICA DE SUELOS EN LAS VÍAS TERRESTRES MAESTRÍA EN VÍAS TERRESTRES MEMORIA DE CÁLCULO EDIFICIO ESCOLAR  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.

description

Memoria de calculo

Transcript of Memoria de Cálculo

Page 1: Memoria de Cálculo

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.

 

Page 2: Memoria de Cálculo

             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 

 

Page 3: Memoria de Cálculo

             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.

Page 4: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            3   

 

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

Page 5: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            4   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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.

Page 6: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            5   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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.

Page 7: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            6   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 8: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            7   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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.

Page 9: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            8   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 10: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            9   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 11: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            10   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 12: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            11   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 13: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            12   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 14: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            13   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 15: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            14   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 16: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            15   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 17: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            16   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 18: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            17   

 

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

Page 19: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            18   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 20: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            19   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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/

Page 21: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            20   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 22: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            21   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 23: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            22   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 24: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            23   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 25: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            24   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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 /

Page 26: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            25   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 27: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            26   

 

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= 0.85; 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

Page 28: Memoria de Cálculo

             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

Page 29: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            28   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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 :

Page 30: Memoria de Cálculo

             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

Page 31: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            30   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

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

Page 32: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            31   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

ANEXOS

Page 33: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            32   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana. 

 

Page 34: Memoria de Cálculo

             DISEÑO Y ASESORIA EN OBRAS DE INGENIERÍA            33   

 

Mecánica de suelos en las vías terrestres. Maestría en Vías Terrestres, Universidad Veracruzana.