Mecánica de suelos

Muros. Ménsula. Cargas. Sobrecargas. Resistencia. Sótanos. Empujes. Axiles. Zapatas. Pilares

  • Enviado por: Cinta Rodríguez
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 16 páginas
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CÁLCULO DEL MURO EN MÉNSULA

'Mecánica de suelos'

CARGAS DEL TERRENO

Sobrecargas de uso:

  • Aceras: 2x ( 300 x 1 ) = 600 Kg/m2

  • Asfalto: 400 x 3.5 = 1400 Kg/m2

Total: 2000 Kg/m2 .........2000/5.4 = 370 Kg/ml

Concargas:

  • Asfalto : 1300 Kg/m3 x 0.1 = 130 x 3.4 = 442 Kg.

  • Baldosas : 50 Kg/m2

  • Hormigón en masa : 2300 Kg/m3

[50 + (2300 x 0.07)] x 1 x 2 = 422 Kg.

  • Tierra : 2100 Kg/m3 x 0.16 x 1 = 336 Kg/ml

  • Tierra del talud: 2100 x (1 x 0.26)/2 x 1 = 273 Kg.

'Mecánica de suelos'

'Mecánica de suelos'

Total : 273 + 422 + 442 =1137 Kg....... 1137/5.4 = 211 Kg/ml

211 + 336 = 547 Kg/ml

TOTAL CONCARGAS + SOBRECARGAS = 547 + 370 = 917 Kg/ml

TIPO DE SUELO

ALTURA DEL ESTRATO

ø

Kg/m3

SW

2 m

38º

0.2

0.05

2000

CL

1 m

27º

0.3

0.05

2100

GP

2 m

37º

0.25

0.05

1700

MEDIAS

35º

0.25

0.05

1900

Teniendo en cuenta que: cotg

Angulo rozamiento interno terreno/muro = 1/3 ø

Angulo rozamiento interno del terreno = 22º

CÁLCULO DE LOS EMPUJES ( del terreno y de la carga )

E= x q = 0.25 x 917 = 229.2 Kg/ml

E = x q = 0.05 x 917 = 45.85 Kg/ml

E = x x h = 0.25 x 1900 x 6 = 2850 Kg/ml

E = x x h = 0.05 x 1900 x 6 = 570 Kg/ml

RESULTANTES:

Debido a q: P = q x h x = 917 x 6 x 0.25 = 1375.5 Kg.

P = q x h x = 917 x 6 x 0.05 = 275.1 Kg.

Debido a terr: P = ½ x hx = ½ x 1900 x 36 x 0.25 = 8550 Kg

P = ½ x hx = ½ x 1900 x 36 x 0.05 = 1710 Kg

PESO DEL TERRENO QUE QUEDA ENCIMA DE LA ZAPATA

0.03 m Pavimento de 3cm = 50 x 1 = 50 Kg/ml x 1.8 = 90 Kg.

0.07 m Horm. masa = 2300 x 0.07 x 1 = 161 Kg/ml x 1.8 = 290 Kg.

0.3 m Tierra = 2100 x 0.3 x 1 = 630 Kg/ml x 1.8 = 1134 Kg.

TOTAL = 1514 Kg...........1514/1.8 = 841 Kg.

CARGAS DEL TERRENO QUE PRODUCE EMPUJES SOBRE LA ZAPATA

Sobrecargas de uso = 400 Kg/m2 x 1 = 400 Kg/ml

Concargas:Baldosas = 50 Kg/m2

Horm. Masa = 2300 Kg/m3

[50 + ( 2300 x 0.07 ) ] x 1 x 1 = 211 Kg.

Tierra = 2100 Kg/m3 x 0.3 x 1 x 1 = 630 Kg.

TOTAL = 841 Kg. x 1 = 841 Kg/ml

Total concargas mas sobrecargas = 1241 Kg/ml

CÁLCULO DE LOS EMPUJES ( del terreno y de la carga )

= 0.25 =0.05 Kg/m

E = x q = 0.25 x 1241 = 310.25 Kg/ml

E = x q = 0.05 x 1241 = 62.5 Kg/ml

E = x x h = 0.25 x 1700 x 1.2 = 510 Kg/ml

E = x x h = 0.05 x 1700 x 1.2 = 102 Kg/ml

RESULTANTES:

Debido a q: P = q x h x = 1241 x 1.2 x 0.25 = 372.3 Kg.

P = q x h x = 1241 x 1.2 x 0.05 = 74.46 Kg.

Al terr: P= ½ x h x = ½ x 1700 x 1.44 x 0.25 = 306 Kg

P = ½ x h x = ½ x 1700 x 1.44 x 0.05 = 61.2 Kg

'Mecánica de suelos'

PARA MAYOR SEGURIDAD SE LE AÑADIRÁ AL MURO UN TALÓN

'Mecánica de suelos'

PESO DEL TERRENO QUE QUEDA ENCIMA DEL TALÓN

SW = 2 x 1 x 0.6 x 2000 = 2400 Kg.

CL = 1 x 1 x 0.6 x 1750 = 1050 Kg.

GP = 1.8 x 1 x 0.6 x 1800 = 1944 Kg.

TOTAL = 5394 kg.

TENSIONES DEL TERRENO EN LA BASE

=

= 1710 + 275.1 + (2500 x 4.8 + 0.6 x 1) + (2500x 3 x 1.2 x 1) + 61.2 + 74.46 + 5394 = 23714.6 Kg.

COMPROBACIONES

COMPROBACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA BASE

=

= 8550 x 2 + 1375.5 x 3 - 5394 x 1.2 - 0.6 x ( 7200 + 275.1 + 1710 ) + 1514 x 0.6 + 74.46 x 1.5 + 61.2 x 1.5 - 372.3 x 0.6 - 306 x 0.4 = 10008.75 Kg/ml

= 10008.75 Kg/ml

S = 1 x B = 1 x 3 = 3 m2

W = 1/6 x 1 x 3 = 1.5 m3

COMPROBACIÓN A VUELCO

M> 1.8 M Tomando momentos respecto al punto O

1375.5 x 3 + 8550 x 2 - 372.3 x 0.6 - 306 x 0.4

20880.72 Kg.m

1.8 37585.3 Kg.m

= 5394 x 2.7 + ( 7200 + 9000 + 275.1 + 1710 ) x 2.1 + 1514 x 0.9

= 54115.11 Kg.m NO VUELCA

COMPROBACIÓN A DESLIZAMIENTO

1375.5 + 8550 - 372.3 - 306 = 9247.2 Kg.

23714.76

23714.76 x 1.73 = 41026 Kg.

< 41026 x 1.5 =61539

9247.2 < 61539 Kg

RESISTENCIA A CORTE EN LA BASE

'Mecánica de suelos'

Siendo 250 la resistencia del hormigón en Kg/cm2

y 1.5 un coeficiente de minoración.

Superficie de ámbito de la zapata = 100 x 300 cm2

100 x 300 x 6.45 = 193500 Kg/cm2 9247.2 < 193500 Es mucho menor, por lo que tampoco habrá corte en la base de hormigón.

CÁLCULO DEL MURO DE SÓTANO

'Mecánica de suelos'
'Mecánica de suelos'

SOBRECARGAS DE USO 2000 Kg/ml................2000 x 8 = 16000 Kg.

CONCARGAS

  • Asfalto: 1300 Kg/m3

  • Baldosas (3 cm): 50 Kg/m2

  • Hormigón en masa: 2300 Kg/m3

  • Tierra ( CH ): 1500 Kg/m3

Asfalto = 1300 x 0.1 x 6 = 780 Kg.

Aceras = 2 x [50 + ( 2300 + 0.07 ) ] x 1 = 422 Kg.

Kg/ml

Tierra = 1500 x 0.15 x 1 x (2 x 1) = 450 Kg.

Kg/ml

TOTAL CONCARGAS = 206.5 Kg/ml

TOTAL SOBRECARGAS = 2000 Kg/ml TOTAL 2200 Kg/ml

TIPO DE SUELO

ALTURA DEL ESTRATO

ø

Kg/m3

CH

1 m

15º

0.45

0.05

2100

SW

2 m

38º

0.2

0.05

2000

GP

2.5 m

37º

0.25

0.05

1700

MEDIAS

30º

0.27

0.05

1730

CÁLCULO DE LOS EMPUJES ( del terreno y de la carga )

E= x q = 0.27 x 2200 = 954 Kg/ml

E = x q = 0.05 x 2200 = 110 Kg/ml

E = x x h = 0.27 x 1730 x 5.5 = 2570 Kg/ml

E = x x h = 0.05 x 1730 x 5.5 = 475.75 Kg/ml

RESULTANTES:

Debido a q: P = q x h x = 2200 x 5.5 x 0.27 = 3267 Kg.

P = q x h x = 2200 x 5.5 x 0.05 = 605 Kg.

Debido a terr: P = ½ x hx = ½ x 1730 x 30.25 x 0.27 = 7065 Kg

P = ½ x hx = ½ x 1730 x 30.25 x 0.05 = 1308 Kg

PESO DEL TERRENO QUE QUEDA ENCIMA DE LA ZAPATA

SOBRECARGAS = 400 Kg/ml.

CONCARGAS:

0.03m pavimento = 50 Kg/m2 x 1.65 x 1 = 82.5 Kg.

0.07m hormigón = 2300 x 1.65 x 1 x 0.07 = 265.5 Kg.

0.8m tierra = 2100 x 1 x 1.65 x 0.8 = 2772 Kg.

TOTAL CONCARGAS = 3120 Kg.......3120/1.65 = 1891 Kg/ml.

TOTAL CONC. + SOBREC. = 2291 Kg/ml......2291 x 1.65 = 3780 Kg.

CARGAS DEL TERRENO QUE PRODUCE EMPUJES SOBRE LA ZAPATA

Sobrecargas de uso = 400 Kg/m2 x 1 = 400 Kg/ml

Concargas: Pavimento = 50 x 1.8 x 1 = 90 Kg.

Horm. Masa = 2300 x 1.8 x 1 x 0.07 = 290 Kg.

Tierra = 2100 x 1.8 x 1 x 0.8 = 3024 Kg.

TOTAL = 3314 Kg/1.8 = 1840 Kg/ml

Total concargas mas sobrecargas = 2240 Kg/ml

CÁLCULO DE LOS EMPUJES ( del terreno y de la carga )

= 0.25 =0.05 Kg/m

E = x q = 0.25 x 2240 = 560 Kg/ml

E = x q = 0.05 x 2240 = 112 Kg/ml

E = x x h = 0.25 x 1700 x 1.1 = 467.5 Kg/ml

E = x x h = 0.05 x 1700 x 1.1 = 93.5 Kg/ml

RESULTANTES:

Debido a q: P = q x h x = 2240 x 1.1 x 0.25 = 616 Kg.

P = q x h x = 2240 x 1.1 x 0.05 = 123.2 Kg.

Al terr: P= ½ x h x = ½ x 1700 x 1.21 x 0.25 = 257 Kg

P = ½ x h x = ½ x 1700 x 1.21 x 0.05 = 51.5 Kg

Peso del muro = 1 x 4.4 x 0.55 x 2500 = 6050 Kg.

Peso de la zapata = 1 x 1.1 x 2.2 x 2500 = 6050 Kg.

'Mecánica de suelos'

CÁLCULO DE LOS AXILES QUE PROVIENEN DEL EDIFICIO

'Mecánica de suelos'

CUBIERTA:

  • Concargas

- Peso propio forjado = 475 Kg/m2

- Peso propio vigas ( 80 x 25 ) = 500 Kg/ml

- Cargas permanentes (pavim + encascado) = 300 Kg/m2

  • Sobrecargas

- Uso = 150 Kg/m2

- Tabiquería = No

- Reducción de 6º forjado = 30%

- Total = 150 x 6.3 x 3.2 = 2976 Kg.- 30% = 2083 Kg.

VIVIENDAS:

  • Concargas

- Peso propio forjado = 475 Kg/m2

- Peso propio vigas ( 80 x 25 ) = 500 Kg/ml

- Cargas permanentes (pavim + encascado) = 300 Kg/m2

  • Sobrecargas

- Uso = 200 Kg/m2

- Tabiquería = 100 Kg/m2

Total 5º forjado = 300 x 3.2 x 6.2 = 5952 Kg

- Reducc. 5º forj. (20%) = 5952 - 1190.5 = 4761.5 Kg.

Total 4º forjado = 300 x 3.2 x 6.2 x = 5952 Kg

- Reducc. 4º forj (10%) = 5952 - 595.2 = 5356.8 Kg.

Total 3º forjado = 300 x 3.2 x 6.2 = 5952 Kg.

- Reducción de 3º forjado = 0

COMERCIALES Y OFICINAS:

  • Concargas

- Peso propio forjado = 475 Kg/m2

- Peso propio vigas ( 80 x 25 ) = 500 Kg/ml

- Cargas permanentes (pavim + encascado) = 300 Kg/m2

  • Sobrecargas

- Uso = 300 Kg/m2

- Tabiquería = 50 Kg/m2

Total = 350 x 3.2 x 6.2 = 6944 Kg

CONCARGAS TOTALES

475 x 3.20 x 6.20 = 9424 Kg

300 x 3.20 x 6.20 = 5952 Kg

Vigas: viga de 6.20m = 3100 Kg

Viga de 3.20m = 1600 Kg

TOTAL CONCARGAS = 20076 Kg.

Cubierta = 20076 + 2083 = 22159 Kg.

3º vivienda = 20076 + 4761.5 = 24837.5 Kg.

2º vivienda = 20076 + 5356.8 = 25432.8 Kg.

1º vivienda = 20076 + 5952 = 26028 Kg.

Comercial = 20076 + 6944 = 27020 Kg.

Oficinas = 20076 + 6944 = 27020 Kg.

SUMA DE TODAS LAS CARGAS SIN CONTAR EL FORJADO QUE ACTÚA DIRECTAMENTE SOBRE EL MURO:

22159 + 24837.5 + 25432.8 + 26028 + 27020 = 125577.3 Kg.

N = 125577.3 Kg.

Para simplificar, tomaremos la carga puntual del pilar como una carga uniforme sobre todo el muro, y luego le sumaremos la carga uniforme del primer forjado.

'Mecánica de suelos'

N = 24612.4

=

= 24612.4 + 6050 + 6050 + 605 + 1308 + 123.2 + 51.5

= 38800 Kg.

CÁLCULO DE LAS ZAPATAS DE LOS PILARES

'Mecánica de suelos'

Peso tierra = 2.3 x 0.5 x 1700 = 1955 Kg.

Peso zapata = 1.6 x 1.6 x 0.5 x 2500 = 3200 Kg.

Pavimento 3cm = 50 x 2.3 = 115 Kg.

Hormigón 7cm = 2500 x 2.3 x 0.07 = 402 Kg.

Sobrecarga uso = 400 x 2.3 = 920 Kg.

Axiles = 24612.4 Kg.

TOTAL = 31204 Kg.

Kg/cm2

q = Carga por fuera del ámbito de la zapata

Superficie de tierra alrededor de la zapata = 37.25 m2

Peso de la tierra = 37.25 x 1 x 1700 = 63325 Kg.

Pavimento 3cm = 37.25 x 50 = 1862.5 Kg.

Hormigón 7cm = 37.25 x 0.07 x 2500 = 6518.75 Kg.

TOTAL = 71706.25 Kg.