MDC_ES

IContents

I

2011 Geostru Software

Table of ContentsPart I GeoStru Software 1

................................................................................................................................... 11 Pgina inicial

................................................................................................................................... 22 Activacin

................................................................................................................................... 43 Copyright

................................................................................................................................... 44 Servicio Asistencia Tcnica

................................................................................................................................... 55 Contactos

Part II MDC 5................................................................................................................................... 51 Introduccion

................................................................................................................................... 72 Datos Generales

................................................................................................................................... 83 Database materiales

................................................................................................................................... 104 Datos geomtricos y cargas

................................................................................................................................... 125 Perfil terreno

................................................................................................................................... 126 Relleno

................................................................................................................................... 127 Estratifigrafa

................................................................................................................................... 148 Pilotes

................................................................................................................................... 159 Anclajes

................................................................................................................................... 1610 Materiales y armaduras

................................................................................................................................... 1811 Clculo

................................................................................................................................... 2012 Cmputo

................................................................................................................................... 2013 Anlisis de estabilidad global

................................................................................................................................... 2014 Diagramas

................................................................................................................................... 2115 Armadura

................................................................................................................................... 2216 Opciones

................................................................................................................................... 2217 Exportar

................................................................................................................................... 2318 Comandos short cut

................................................................................................................................... 2419 Cenni teorici .......................................................................................................................................................... 24Modelo de clculo .......................................................................................................................................................... 25Normativa .......................................................................................................................................................... 26Clculo del empuje activo con Coulomb .......................................................................................................................................................... 30Carga lmite cimentaciones superficiales sobre terreno .......................................................................................................................................................... 36Clculo de pilotes de cimentacin .......................................................................................................................................................... 39Estabilidad global .......................................................................................................................................................... 40Clculo deslizamientos .......................................................................................................................................................... 41Contrafuertes .......................................................................................................................................................... 42Amplitud de las fisuras .......................................................................................................................................................... 44Sismo .......................................................................................................................................................... 44Accin ssmica ......................................................................................................................................................... 44Eurocodice 8

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Index 0

GeoStru Software 1


1 GeoStru Software

1.1 Pgina inicial

GeoStru es una empresa que desarrolla software tcnico profesional paraingeniera, geotcnica, geologa, geomecnica, hidrologa y ensayos en losterrenos.

Gracias a GeoStru es posible servirse de herramientas profesionales de graneficacia. Los software GeoStru son instrumentos completos, fiables (losalgoritmos de clculo son los ms tecnolgicamente avanzados en elcampo de la investigacin mundial), fciles de usar, actualizadosperidicamente, dotados de una interfaz grfica intuitiva y siempre a lavanguardia.

La atencin puesta en la asistencia al cliente y en el desarrollo de softwaresiempre en lnea con las modernas tecnologas ha permitido, en pocos aos,la afirmacin en los mercados internacionales. El software, actualmentetraducido a cinco idiomas y compatible con las normativas de clculointernacionales, se utiliza en ms de 50 pases en todo el mundo.

GeoStru participa en las principales ferias italianas, como SAIE en Boloa yGeoFluid en Piacenza e internacionales, como SEEBE en Belgrado, CostructEXPO en Rumania, etc.

Hoy en da dirigirse a GeoStru significa no solamente adquirir un software, sinotambin contar con un personal especializado que pone a disposicin del clientetoda la experiencia adquirida.

Muchos son los sectores en los cuales la empresa se ha especializado en eltranscurso de los aos. De hecho, la familia de productos GeoStru se subdivide envarias categoras:

Estructuras; Geotcnica y geologa; Geomecnica; Pruebas in situ; Hidrologa e hidrulica; Topografa; Energa; Geofsica;

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Oficina.

Adems, dentro de los beneficios que ofrece GeoStru, se cuenta con elservicio gratuito GeoStru Online que incluye aplicaciones software pararesolver las problemticas ms variadas.

Para ms informacin sobre los productos disponibles en espaol consultenuestra pgina web http://www.geostru.com/

Certificacin ISO 9001:2008

El 1 de junio de 2009 GeoStru Software obtiene la Certificacin EmpresarialUNI En ISO 9001, por parte de CVI Italia s.r.l., con certificacin nmero7007, para: Diseo y venta de software.

1.2 Activacin

Informacin sobre cmo activar los productos GeoStru

SISTEMAS OPERATIVOS COMPATIBLESWindows 98/Windows XP/Windows Vista/Windows 7

Para poder usar los programas en versin integral, es necesario activarlos.El procedimiento de activacin de los programas GeoStru permitedesbloquear los programas comprados y volverlos operativosinmediatamente, sin necesidad de operadores. El procedimiento escompletamente automtico y est activo 24 horas al da, 7 das a lasemana.Para configurar su ordenador, tiene Ud. que seguir los pasos que se indicana continuacin. El siguiente procedimiento debe realizarse para cada uno delos ordenadores donde se desee instalar programas GeoStru.

PASO 1:Ir al rea usuario (my GeoStru) para descargar e instalar ProductActivation. El software Product Activation requiere Microsoft.NET Framework versin2.0. Si Product Activation no funciona o no es posible instalarlo, entonceses probable que este componente no est instalado. En este caso espreciso descargar e instalar la ltima versin de .NET Framework adecuadaa su ordenador. Product Activation es una tecnologa antipiratera para verificar que losproductos software dispongan de una licencia de uso regular. Es un sistemasimple, rpido y discreto que protege la privacidad de los clientes. Elproceso de activacin del producto verifica que el cdigo Product Key,

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utilizado para la instalacin de un programa, no se use en un nmero mayordel previsto en la licencia de uso del software.

PASO 2:Al abrir el programa, unos segundos despus aparece una ventana con laopcin de registrarse: hacer clic en "Register" para iniciar el proceso deactivacin.Si el ordenador est conectado a Internet y si el usuario posee una licenciavlida de uso del software, el mismo ser activado y aparecer un mensajeinformando acerca de la activacin.El nico paso sucesivo para activar el software en el ordenador del usuarioconsiste en pulsar el botn "Procedi". En pocos instantes se recibir laconfirmacin de la activacin y la ventana de dilogo se modificarmostrando los datos relativos al titular de la licencia. Se ver adems elcdigo unvoco que el sistema asigna al programa. El nmero de activaciones posibles en diferentes ordenadores depende delnmero de licencias adquiridas. En un mismo ordenador se puede efectuarun nmero ilimitado de activaciones (por ejemplo cuando se desinstala y sevuelve a instalar el software)En el caso que se necesite cambiar de ordenador y en general en todosaquellos casos en que se requiera transferir la licencia de uso, existe laposibilidad de activar el software en otro ordenador. Una vez transferida lalicencia, se desconecta el primer ordenador y no se podr volver a activarel programa en el mismo.

En caso que el ordenador no est conectado a Internet o que no selogre conectar a nuestro server por motivo de la configuracin de seguridad(firewall, antivirus, etc.), se puede recurrir a un procedimiento alternativoque consta de tres fases diferentes:1) Crear el archivo de solicitud de activacin (extensin .ric) haciendo clicen el correspondiente botn de la ventana de dilogo.2) Trasladar el archivo a un ordenador que est conectado a Internet,acceder al rea reservada de nuestra pgina web e ir a la seccin"Activacin manual" para activar el software. Una vez que en nuestroserver se haya cargado el archivo de solicitud de activacin, si el mismosupera los controles y si el usuario resulta habilitado para poder asignarleuna licencia de uso; se recibir un e-mail con el archivo de licencia de uso aintroducir en el programa.3) Por ltimo se carga el archivo recibido por e-mail, pulsando el respectivobotn de la ventana de dilogo. Como confirmacin de que se ha llevado acabo la activacin, aparecern los datos del titular de la licencia.

Si el usuario cuenta con un pen drive (llave de proteccin hardware), elmismo se debe insertar en el ordenador antes de abrir por primera vez elsoftware.

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1.3 Copyright

La informacin contenida en el presente documento est sujeta a cambiossin previo aviso. Si no est especificado, cualquier referencia a sociedades, nombres, datosy direcciones usada en las reproducciones de las pantallas y en los ejemploses puramente casual y tiene como nica finalidad ilustrar el uso delproducto.El respeto de todas las leyes aplicables en materia de copyright est acargo nicamente del usuario.Ninguna parte de este documento se puede reproducir en forma electrnicao mecnica para utilizarla sin el previo permiso por escrito de parte deGeoStru Software. Sin embargo, si el usuario puede acceder soloelectrnicamente, entonces ser autorizado, con base en el presentedocumento, a imprimir una copia.

1.4 Servicio Asistencia Tcnica

Para cualquier consulta sobre los productos GeoStru:

Consultar la documentacin y otros materiales impresos.Consultar la Ayuda en lnea.Consultar la documentacin tcnica utilizada para el desarrollo delsoftware (pgina Web)Consultar el rea FAQ (pgina Web)Consultar los servicios de asistencia de GeoStru (pgina Web)

Hemos activado el servicio Ticket para responder a las solicitudes deasistencia de nuestros usuarios.El servicio, reservado a poseedores de licencias de uso vigentes de losprogramas GeoStru, permite el seguimiento directo de parte de nuestrosespecialistas y obtener respuesta a problemticas de diversa naturalezainherentes al software (pgina Web).

Pgina Web: http://www.geostru.com/

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1.5 Contactos

Skype Nick: geostru_support_it-eng-spa

Web: http://www.geostru.com/E-mail: [email protected] [email protected]

Consultar la seccin Contactos de lapgina Web para ms informacinsobre nuestros contactos y sobre lasdirecciones de las sedes operativasen Italia y en el extranjero.

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2.1 Introduccion

MDC es un software para el anlisis de muros de contencin concimentaciones directas o con pilotes y con tirantes. El programa realiza elclculo geotcnico utilizando, a eleccin del usuario, las teoras usualmenteadoptadas en geotecnia y efecta todas las verificaciones prescitas por lanormativa vigente, entre las cuales la de estabilidad global, inclusive encondiciones ssmicas.El clculo estructural dimensiona y verifica las armaduras con el mtodo delos Estados Lmite ltimos.

NormativaEurocdigo 7/8EHESTASBritish Codes BS8004/BS8110DM '88 DM '96 (Italiana)Ordenanza 3274 (Italiana)Nuove norme tecniche costruzioni (NTC 2008) (Italiana)

Parmetros ssmicos

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MDC calcula automticamente los coeficientes ssmicoscon base en la nueva zonificacin ssmica con GeostruPs.

Caractersticas generalesMDC permite, gracias a sus numerosas opciones, hacerfrente al anlisis de una gran variedad de muros decontencin:Muros en hormign armadoMuros de gravedadMuros con pilotes y micropilotesMuros con anclajesMuros en mnsula con talnZarpa o tacnMuros con escalones en el trasdsMuro ensanchado en trasds e intradsAcciones agentes en el muro: FX, FY, MZ en n puntosTerreno estratificadoPresencia de terraplnCargas en el terraplnTerreno con trechos inclinados en trasds e intradsPresencia de nivel fretico, inclusive suspendidoPosibilidad de incluir relleno (drenaje) en el trasdsMuros de stanoDiagramas de solicitacionesEditor de armaduras con vista 3DAnlisis de estabilidad global con: FELLENIUS, BISHOP,JANBU, BELL, SARMA, SPENCER, MORGENSTERN y PRICE,DEMVista 3D. La vista tridimensional permite ver laestratigrafa y el desarrollo de las armaduras en 3D.

EstratigrafaLa introduccin de los estratos, operacin extremadamente simple, permiterepresentar sucesiones litoestratigrficas de la obra ya sea cuesta arriba ocuesta abajo, incluso si son inclinadas. El software permite usar el mousesobre el rea de trabajo para modificar el espesor y la inclinacin de losestratos. Cada litologa, caracterizada desde el punto de vista geotcnicopor los parmetros necesarios para el clculo, se puede describir en sntesisy asociarle un color o una textura. MDC est dotado adems de una basede datos interna de terrenos que el usuario puede modificar o ampliar.

ClculoEl usuario puede elegir los mtodos de clculo a emplear en el anlisis delempuje entre: Coulomb, Rankine y Mononobe & Okabe y adems puedeoptar por efectuar el clculo considerando el empuje en reposo y, paraelementos con empuje pasivo, establecer el porcentaje de empujeefectivamente movilizado.El clculo estructural se puede efectuar, a eleccin del usuario, con elmtodo de los estados lmite o de las tensiones admisibles.

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Novedades de esta versinPara las novedades vase el Change Log

2.2 Datos Generales

En esta ventana el usuario debe hacer ciertas elecciones de las cualesdepender el resultado del clculo. Descripcin trabajoEn este espacio se puede incluir una descripcin sinttica del proyecto eindicar el lugar, el proyectista y la fecha.

ZonaIncluyendo la ubicacin con el siguiente formato: calle, ciudad, provincia,pas; se especificar automticamente la zona del trabajo. Como alternativase asignan las coordenadas en el sistema WGS84, en grados decimales. Lazona aparecer en las impresiones generales y se utilizar para lalocalizacin ssmica.

Para poder individuar la zona, el sistema requiere la conexin a internet.

NormativaEl usuario puede elegir la normativa de referencia a utilizar respectivamentepara el clculo GEO y STR.

Condiciones ambientalesLa eleccin incide en la verificacin del agrietamiento.

TipologaSeleccionar la tipologa de muro en hormign armado entre los propuestos(muro en mnsula, con tacn, con una, dos o tres filas de pilotes) conposibilidad de seleccionar muros de gravedad o muros de stano.

Si se elige efectuar el clculo de un muro a gravedad, el programa haceel clculo del empuje y las verificaciones del deslizamiento, vuelco y cargaltima. Adems lleva a cabo la verificacin de la seccin de unin muro-cimentacin para controlar que la seccin examinada no presente tensiones

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de traccin, sino solo de compresin. Dicha verificacin aparecer en elinforme.

Si se elige efectuar el clculo de un muro de stano, se aconseja elegircalcular el empuje en rgimen de reposo (Ko) y considerar una contribucinde empuje pasivo muy bajo (mnimo 1%). En la sntesis de resultados elprograma da la presin sobre el terreno, la cual tendr un movimiento casiconstante.El esquema de clculo adoptado para los muros de stano es el de unamnsula vinculada en la cabeza de manera tal de no hacerlo desplazar endireccin vertical u horizontal.Para tal tipologa de muro el desplazamiento en cabeza resulta impedido, porlo tanto el programa efecta solo la verificacin de carga ltima sobre elterreno de cimentacin y omite las de vuelco y deslizamiento.

EmpujeEn este campo el usuario puede elegir entre efectuar el clculo del empujedel terreno en rgimen de empuje en reposo (por ej. para muros de stano)o de empuje activo. Para este ltimo, se puede optar por la teora deRankine, vlida para terraplenes horizontales y ausencia de rozamientosuelo-muro (d = 0), o por la de Mononobe & Okabe (vlida en condicionesssmicas) que se remonta a la teora de Coulomb en ausencia de sismo.Adems para el terreno del lado externo del muro, en rgimen de empujepasivo, se puede elegir el porcentaje de empuje efectivamente movilizado.El empuje pasivo viene evaluado por el programa solo en el tramo de terrenode la puntera y no sobre el de recubrimiento de la misma (Ver panelRelleno).Para el anlisis del aumento de empuje ssmico se requiere elegir el punto deaplicacin: el diagrama de los empujes ssmicos se puede considerartriangular, eligiendo el punto de aplicacin del resultado a 1/3 de H de labase del muro o a 2/3 de H (diagrama triangular invertido), o constante enla altura del muro, eligiendo el punto de aplicacin del resultado en 1/2.

Coeficientes globales margen de seguridadRepresentan el margen de seguridad requerido en las cuatro verificaciones.Tales valores los elige el usuario y una vez establecidos se pueden guardarcomo valores predefinidos para otros proyectos.

2.3 Database materiales

Cuando se abre el programa o se inicia un nuevo clculo, se visualiza elarchivo fijo en el cual es posible agregar nuevos tipos de conglomerado yacero o modificar los valores presentes. Cuando se guardan los datos de la seccin calculada, se memoriza tambinel archivo modificado.El programa modifica la nomenclatura usada para definir la resistencia del

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hormign dependiendo de si el operador elige el sistema S.I. (internacional)o M.K.S. (tcnico).

HormignClase Hormign: denominacin de la clase de resistencia del conglomeradomediante una definicin alfanumrica de no ms de 10 carcteres. Lanormativa establece el empleo de denominaciones normalizadas, porejemplo: 20/25; 25/30; 28/35; 35/45 etc. definidas con base en laresistencia caracterstica, respectivamente cilndrica fck y en cubos fck,cubos (=Rck).

fck, cubos: Resistencia caracterstica en compresin en cubos delconglomerado. Ec: Mdulo elstico. fck: Resistencia cilndrica caracterstica en compresin. fcd: Resistencia ltima de clculo en compresin, fcd = cc fck / 1,5 donde

cc =0,85 = coef. reduccin de las resistencias de larga duracin y 1,5 es elcoef. seguridad parcial del hormign fctd: Resistencia de clculo a traccinfctm: Resistencia media a traccinPoisson: Coeficiente de contraccin transversal (Poisson) AlfaT: Coeficiente de dilatacin trmica P.S.: Peso especifico del hormign armado

Tipo aceroTipo acero: Denominacin del tipo de acero mediante una definicin librealfanumrica de no ms de 10 carcteres.Es: Mdulo elstico instantneo.fyk: Lmite elstico caracterstico.fyd: Resistencia de clculo = fyk / Ys [Ys = coeficiente parcial deseguridad].ftk: Tensin caracterstica de rotura nominal. ftd: Tensin de rotura de clculo. Es la tensin reducida con el coeficientecorrespondiente a la deformacin unitaria a rotura de clculo igual al 90%de la deformacin a rotura caracterstica. ep_tk: Deformacin unitaria uk a rotura en el diagrama idealizado del aceroigual a 0.01.epd_ult: deformacin ltima de clculo igual a ud = 0.9 uk .1,*2 (inic.): coef. de adherencia acero hormign en la primer aplicacinde la carga. El programa lo utiliza para verificar la abertura de fisuras en lascombinaciones raras de servicio (ELS). 1,*2 (final): coef. de adherencia acero hormign en cargas de largaduracin. El programa lo utiliza para verificar la abertura de fisuras en lascombinaciones frecuentes y casi-permanentes de servicio (ELS).

Parmetros estados lmite de servicio (Abert. fisura - Tensionesnormales) Abert. fisura: en esta columna se presentan los valores lmite de la aberturafisura a segn del estado lmite y de las condiciones ambientales fijadas

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(estas ltimas se indican en la ventana de los Datos Generales).S.h [alic. fck]: tensin lmite de servicio del hormign expresada comoalcuota de la tensin caracterstica de rotura del hormign.S.a [alic. fyk]: tensin lmite de servicio del acero expresada como alcuotade la tensin caracterstica de rotura del acero.Los parmetros aparecen por default igual a los previstos en la normativa.

2.4 Datos geomtricos y cargas

El comando abre unaventana quemuestra los panelesde introduccin dedatos para ladefinicin de lageometra del muro yde las condicionesde cargas sobre elterrapln y el muro.

Geometra muroLa geometra delmuro se defineelemento porelemento, es decir,se asignan losrespectivos datosgeomtricos delalzado, de lacimentacin, deltacn y de la placa.Adems para elparamento internose puede crear unmodelo a escalonescon base y alturadiferentes. En lamisma ventana dedilogo es posibleasignar la presenciade contrafuertes ydel hormign magrode cimentacin:estos son visiblessolo en muros sinpilotes y se

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consideran solo en laverificacin delestado lmite dedeslizamiento. Es posible ademsindicar la traslacinde la coronacin yseleccionar la opcin"Cimentacincontinua" paraindicar 1 como valordel factor decorreccin en laforma de lacimentacin.

Vase tambinmuros decontrafuertes

La asignacin de las cargas en el programa MDC se puede efectuar eligiendolos respectivos conos en la barra de Herramientas o en el Men Home, en"Datos geomtricos y cargas".

En los muros de contencin se contemplan dos tipos de cargas:

1. cargas repartidas sobre el terrapln;

2. cargas concentradas sobre el muro.

Las primeras se asignan tomando la coronacin del muro (arista interna)como origen del sistema de referencia, por lo tanto su posicin se definepor la distancia desde ese punto (abscisa inicial). Para las segundas (cargasconcentradas) el origen del sistema de referencia est en el ngulo inferiorde la puntera: cada carga se identifica con las coordenadas X e Y de talsistema de referencia.

Cargas repartidasSu extensin est definida por la abscisa inicial y final y el valor puede serconstante o variable linealmente con la misma amplitud. La profundidad dela carga sita la posicin vertical con respecto a la coronacin del muro. Es posible incluir varias cargas las cuales, en fase de clculo, se podrncombinar segn varios factores de combinacin. El Programa evala elefecto de las sobrecargas en el empuje activo solo si estas se dan en lacua de rotura. Cada carga en el terrapln se reparte automticamente a lolargo de la cua de rotura. Se puede elegir entre carga uniforme, franja ocarga trapezoidal. Cargas concentradasSon cargas que actan sobre el muro y se asignan siguiendo la siguienteconvencin:

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Fuerzas horizontales (Fx) positivas si van de derecha a izquierda;Fuerzas verticales (Fy) positivas si van de arriba abajo;Momentos (Mz) positivos si van en contra de la manecillas del reloj.

La introduccin de los datos se da en forma tabular especificando el nmerode orden, la posicin X-Y y el tipo.Es posible insertar varias cargas concentradas las cuales, en fase declculo se podrn combinar segn varios factores de combinacin.

2.5 Perfil terreno

En esta ficha se definen los perfiles del terreno al interno y al externo delmuro. Dichos perfiles estn representados por dos tramos de los cuales elprimero, ya sea al interno que al externo, es el ms cercano al muro ypuede ser inclinado con ngulo positivo o negativo. Adems, se permiteconsiderar la presencia de un terrapln, es decir de terreno por encima dela coronacin del muro, con una altura elegida por el usuario ycaracterizado por su peso especfico.

2.6 Relleno

El relleno de la parte interna del muro y en la cimentacin se puede asignaren la ficha de relleno que aparece a la derecha del rea de trabajo

Sobre punteraPara insertar el relleno sobre la puntera es necesario asignar el pesoespecfico del material, el ngulo de resistencia al corte y altura.

Sobre el talnPara definir el relleno sobre el taln es necesario asignar el peso especfico,el ngulo de resistencia al corte y el de rozamiento terreno-muro.

Los parmetros geotcnicos que caracterizan los dos rellenos sonnecesarios para el clculo de las solicitaciones en la cimentacin y en elalzado.

2.7 Estratifigrafa

N.: Nmero de orden del estrato;

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Nota: Para un correcto funcionamiento del programa, los estratos sedeben asignar de arriba abajo.

Terreno DB: El usuario puede acceder a una base de datos de terrenoscon caractersticas geotcnicas comnmente conocidas.

Cota inicial estrato [cm]: Insertar la cota inicial del estrato comenzandodesde arriba. Para los estratos sucesivos al primero la cota inicial debecoincidir con la cota final del estrato superior.

Cota final estrato [cm]: Insertar la cota final del estrato.

Incl. []: Inclinacin del estrato.

Nivel fretico: Indicar si el estrato cuenta con nivel fretico paraconsiderar el efecto del empuje del agua y el anlisis en trminos detensiones eficaces. En tal caso insertar el peso especfico total.

K: Permeabilidad del estrato.

Peso especfico: Peso especfico del terreno.

Fi []: ngulo de resistencia al corte del terreno. En presencia del nivelfretico indicar el parmetro eficaz.

c: Cohesin terreno. En presencia de nivel fretico indicar el parmetroeficaz.

delta []: ngulo de rozamiento terreno-muro.

Mdulo Elstico: Mdulo elstico del estrato, necesario para el clculo delos asientos en presencia de pilotes.

Textura: Hacer clic en esta casilla para obtener la paleta de colores yelegir los colores de los estratos.

Descripcin: Insertar una descripcin sinttica de la litologa.

En las verificaciones globales (carga ltima, vuelco, deslizamiento),la pared de empuje sera el plano que pasa por el lado interno de lafundacin. A lo largo de este plano, el rozamiento que se genera enpresencia de taln es rozamiento terreno-terreno y no terreno-pared. En cambio, en los casos en que no haya taln o que el mismosea insignificante, se puede asumir que a lo largo del mencionadoplano se genere rozamiento terreno-muro y por lo tanto el empujecalculado con la teora de Coulomb ser inclinado cuanto el ngulode rozamiento terreno-muro. En tales casos se le puede imponer alprograma que use el ngulo de rozamiento terreno-muro para lasverificaciones globales, marcando la opcin presente en la parteinferior del rea de definicin de la estratigrafa.

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Atencin:Si no se asignan los datos en colapso por deslizamiento y carga ltima, elsoftware asume los valores del estrato en donde se encuentra lacimentacin del muro.

En caso que se asignen manualmente, es necesario hacerlo para ambos.Por ejemplo, si se desea asignar una adhesin de 100 Kpa, se debe asignartambin el rozamiento en cimentacin.

Una vez seleccionado el estrato ser tambin posible asignar el valor deNspt y automticamente el software asignar las caractersticasgeotcnicas, en caso que estas son se supieran.

2.8 Pilotes

Cuando se selecciona la tipologa muros sobre pilotes se activa el comandoPilotes, con el cual se definen la geometra, los materiales y la modalidad declculo.

Caractersticas pilotesEn esta seccin se indica la modalidad de ejecucin (barrenado o hincado),el dimetro y la longitud. Adems, para el clculo de los asientos se solicitael mdulo reaccin del suelo horizontal, constante o lineal a la profundidad,y el coeficiente de Poisson del estrato en el cual se encuentra la punta delpilote.

Verticales examinadasEs posible indicar el nmero de verticales examinadas y los relativosfactores de correlacin para obtener la resitencia caracterstica de losensayos geotcnicos, en funcin del nmero de perfiles indagados.

Posicin en la cimentacinPara establecer la posicin de los pilotes en la seccin se debe indicar ladistancia del eje desde el borde externo de la cimentacin: cuando se tratade dos pilotes, los mismos se disponen simtricamente, mientras en caso detres pilotes, el tercero se dispone en forma de tringulo. Despus, paraestablecer el nmero de pilotes por metro lineal de muro, se requiere elintereje longitudinal.

Inclinacin pilotesA cada pilote se le puede asignar una inclinacin positiva en sentidocontrario a las agujas del reloj.

Opciones de anlisisPara el clculo de pilotes se da la posibilidad de elegir cules accionestransmite la estructura dominate, ya sea el momento resultante o solo elmomento a vuelco (v. Fase IV - Modelo de clculo).

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2.9 Anclajes

El programa considera el anclaje como una fuerza aplicada al muro cuyovalor equivale al tesado y esta misma fuerza se tiene en cuenta para elanlisis de estabilidad global cada vez que una potencial superficie dedeslizamiento intercepta el anclaje.

Datos generales anclaje

Dimetro tirantes Indicar el dimetro de los tirantes.

Factor de seguridad fuerza lmite ltima anclaje Indicare el factor de seguridad a aplicar a la fuerza lmite ltima del

anclaje en funcin de la durabilidad y del riesgo.

Factor de correlacin verticales indagadasIndicar el factor de correlacin para obtener la resistenciacaracterstica de los ensayos geotcnicos, en funcin del nmero deperfiles en examen.

Coeficiente cada de tensinEs la relacin entre el tesado inicial y el tesado en condiciones deservicio. Este valor depende de la tecnologa usada y puede asumirvalores entre 1.2 y 1.5.

Resistencia tangencial lmite morteroIndicar la resistencia tangencial lmite del mortero.

NNmero de orden del anclaje.

DH [cm]Indicar la distancia desde anclaje hasta la coronacin del muro.

Ll [cm]Indicar la longitud del tramo inicial del anclaje.

La [cm]Indicar la longitud del tramo anclado.

Df [cm]Indicar el dimetro del foro.

Db [cm]Indicar el dimetro del bulbo.

Inter. [cm]Indicar el intereje longitudinal.

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Incl. []Indicar el ngulo de inclinacin del anclaje con la horizontal.

Roz. Terreno-Anclaje []Indicar el ngulo de rozamiento entre el terreno y el bulbo del anclaje.

AdhesinIndicar la adhesin anclaje terreno

N. TirantesIndicar el nmero de tirantes utilizados.

Tesado Insertar el valor del tesado. El programa calcula un valor de tesado, sinembargo el usuario puede considerar otro valor escribindolo en la casilla.

ColorElegir en la paleta un color para representar el anclaje.

Para anclar del muro seguir las siguientes fases:

1. Calcular el muro sin anclaje;

2.Definir la geometra del anclaje y las caractersticas geomtricas: durantela introduccin de los datos el programa calcula automticamente eltesado de proyecto del anclaje. Si bien el tesado lo calcula el programa,el proyectista lo podr modificar.

3. Rehacer el clculo y controlar el diagrama de las tensiones encimentacin: Es preferible que este diagrama sea posiblementerectangular o por lo menos con la base mayor dirigida hacia el interno;adems es necesario cumplir con las verificaciones de seguridad aldeslizamiento y al vuelco.

4. Si el diagrama de las presiones en cimentacin no cuenta con lascondiciones del punto precedente, entonces es necesario disminuir oaumentar el tesado.

5. Si no se satisface la verificacin de la carga ltima, entonces esnecesario inserir pilotes.

6. La longitud libre tiene que ser tal que coloque el bulbo fuera de la zona derotura individuada directamente por el programa despus de haberincluido el anclaje.

2.10 Materiales y armaduras

Con este comando se procede a la asignacin de los materiales del muro y

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de los pilotes y la eleccin de los parmetros de verificacin de lassecciones en hormign armado.

Parmetros de verificacin de las secciones en HA.

Relacin armadura tensa comprimidaEn cada seccin, la relacin entre la armadura tensa y la comprimida, semantiene igual al valor asignado por el usuario.

Armadura de repartoLa armadura de reparto se calcula en una cantidad igual al porcentajeexpresado por el usuario sobre la armadura tesa de la seccin mayormentearmada.

Muro

Caractersticas materialesPara el hormign se requiere la resistencia caracterstica cbica Rck y elpeso especfico; mientras que para el acero se requiere respectivamente ellmite elstico caracterstico Fyk, la tensin admisible (para lasverificaciones de las tensiones admisibles), el mdulo elstico, la relacin dehomogenizacin y el valor del recubrimiento.

Barra mnsula vertical - Barra cimentaciones - Barra tacn -Armadura de repartoPara cada elemento estructural del muro es posible diferenciar la armaduraestableciendo el dimetro de las barras, el nmero mnimo y mximo.Basndose en las elecciones del usuario, el programa efecta lasverificaciones en varias cotas partiendo del nmero mnimo de barras hastael nmero mximo y si estas dan un resultado negativo, se aumenta eldimetro hasta alcanzar las condiciones de verificacin.

RecubrimientoIndicar recubrimiento de cada elemento estructural.

Barras de continuacinEn la seccin de unin alzado-cimentacin, la armadura del alzado se puededividir introduciendo barras de continuacin de la cimentacin. Con estaopcin se solicita al usuario la longitud del anclaje de las barras decontinuacin.

Pilotes

Caractersticas materialesPara el hormign se solicita la resistencia caracterstica cbica Rck y elpeso especfico; mientras que para el acero se solicita el lmite elsticocaracterstico Fyk, la tensin admisible (para verificaciones de las tensionesadmisibles), el mdulo elstico, la relacin de homogenizacin y el valor delrecubrimiento.

Barra longitudinal - Estribos - Armadura con tubularPara las verificaciones de las secciones del pilote se solicita la cantidad

Geostru MDC18


mnima de acero a utilizar y, si se arma el pilote con barras longitudinales yestribos, su dimetro. Para armaduras con tubulares de acero se solicita eldimetro interno y el externo y el usuario tiene la posibilidad de obtenerestos datos de un database en el cual aparecen los ms comnmenteutilizados.

RecubrimientoIndicar el Recubrimiento.

2.11 Clculo

ClculoCon este comando se efecta el clculo geotcnico y estructural del muroy se visualiza la sntesis de los resultados. Este comando muestra unaventana de dilogo con las condiciones de carga: las definidas por elusuario, como por ejemplo cargas del terrapln y cargas sobre el muro, y lasque calcula el programa (por ej. peso, empuje, sismo, empuje del agua,etc.). En esta fase el operador puede definir las diferentes combinaciones entrelas acciones con los relativos coeficientes, con el fin de verificar laresistencia estructural de la obra; adems de las resistencias del terreno,con la definicin de los coeficientes de reduccin de los valorescaractersticos, para las verificaciones geotcnicas.

Combinaciones de cargaEn general, el programa ya cuenta con dos combinaciones, una para ladefinicin de la capacidad estructural del muro y la otra para eldimensionamiento geotcnico:

la primera (A1 + M1), relevante para establecer la capacidad estructuralde la obra, considera las acciones de clculo amplificadas segn loscoeficientes parciales (A1) que se enumeran a continuacin y losparmetros geotcnicos con sus valores caractersticos (M1);

la segunda (A2 + M2), necesaria para el dimensionamiento geotcnico dela obra, considera las acciones con su valor caracterstico (A2) y reduceel valor de los parmetros geotcnicos mediante los coeficientes parciales(M2).

Parmetro de resistenciaCoeficiente parcial m

M1 M2

Tangente ngulo deresistencia al corte tan 'k

1,00 1,25

MDC 19


cohesin efectiva c'k 1,00 1,25

cohesin sin drenar cuk 1,00 1,40

peso especfico 1,00 1,00

AccinCoeficiente parcial

A1 A2

Constantedesfavorable 1,40 1,00

Constante favorable 1,00 1,00

Variabledesfavorable 1,50 1,30

Variable favorable 0,00 0,00

El usuario puede cambiar las dos combinaciones propuestas, seleccionandola que le interese y variando los coeficientes parciales. Estas se visualizanen una lista a la izquierda y se identifican por el nombre que les ha asignadoel usuario.

Con cada combinacin el programa efecta el clculo completo del muro (estructural y geotcnico) y da, en forma resumida, las informaciones msimportantes sobre las verificaciones que se han llevado a cabo (vuelco,deslizamiento, capacidad portante). Si alguna de las combinaciones no lograsatisfacer una o ms verificaciones, entonces el programa evidencia lacombinacin que no se ha logrado verificar.En la ventana de clculo es posible agregar o eliminar una combinacinusando los respectivos botones de la barra de herramientas o con la tecladerecha del mouse.

Nueva combinacinSe pueden agregar otras combinaciones con el botn "Nueva combinacin"de la barra: en este caso el programa visualiza todas las condiciones decarga calculadas (peso propio, peso terreno, empuje, sismo) y las definidaspor el usuario (cargas repartidas y concentradas) con coeficiente parcialigual a 1, el cual el usuario podr variar segn las propias exigencias,adems de los parmetros de resistencia (ngulo de resistencia al corte,cohesin, etc.) siempre con coeficiente parcial igual a 1.

Eliminar combinacinPara eliminar una combinacin de carga colocarse con el mouse sobre lacombinacin a eliminar en la lista de combinaciones y presionar el botn"Eliminar combinacin" de la barra.

Cambiar nombre a una combinacinPara cambiar el nombre de una combinacin, colocarse con el mouse sobre

Geostru MDC20


la combinacin y escribir el nuevo nombre en la casilla Nombre combinacin(arriba a la derecha).

Verificar combinacionesCon el botn Calcular, el programa efecta el clculo para cadacombinacin evidenciando (tringulo amarillo) las que no se han verificadototal o parcialmente (verificacin al vuelco, desplazamiento y carga ltima).Seleccionando una combinacin de la lista con un clic del mouse, es posibleobtener informaciones sobre la combinacin seleccionada.

2.12 Cmputo

Visualiza el cmputo mtrico de las cantidades de acero y hormign.

2.13 Anlisis de estabilidad global

Con este comando el software efecta el anlisis de estabilidad global.

Efecta la verificacin de estabilidad global con los mtodos clsicos delEquilibrio Lmite con el mtodo DEM. La verificacin se puede efectuar yasea para superficies circulares que para superficie de forma genrica. Elprograma propone una malla centros para el anlisis, pero el usuario puedemodificarla o desplazarla.

La verificacin se hace para la combinacin de carga seleccionada. Elpasaje de los datos al mdulo de estabilidad global es automtico, seaconseja el control de los datos de input.

Una vez que desde el men clculo se haya abierto el mdulo de estabilidadglobal, se puede comenzar el anlisis.

2.14 Diagramas

Vista estratigrafaVisualizar el muro con la con la estratigrafa asignada.

Cua esttica dinmicaVisualiza la amplitud de la cua de empuje.

Discretizacin

MDC 21


Visualiza las secciones de clculo.

Presiones terrenoVisualiza el diagrama de las presiones del terreno sobre el muro.

Presiones nivel freticoVisualiza el diagrama de las presiones del agua.

Presiones en cimentacinVisualiza el curso de las presiones en la cimentacin (solo en ausencia depilotes).

Diagrama momentosVisualiza el diagrama de momentos en el alzado y en la mnsula.

2.15 Armadura

ArmaduraMuestra el plano de despiece de las armaduras: la armadura es dada por lacurva envolvente de las combinaciones de armaduras.

Barras de la combinacinMuestra la armadura correspondiente a cada combinacin seleccionada. Lacombinacin a visualizar se selecciona en la barra de herramientas.

Editor armadurasEste comando muestra el Editor armaduras y permite al usuario modificarlos resultados de armaduras que propone el programa y llevar a cabo laverificacin, exceptuando la armadura de los pilotes.

Cmo seleccionar una barraPara seleccionar una barra a modificar es necesario elegir el comandoSeleccionar del panel lateral Editor Armaduras, colocarse en el rea definidapor el perfil del muro (rea resaltada con el color de fondo del muro) yhacer clic sobre la barra: La barra seleccionada en el plano de despiece sepuede solo desplazar, no modificar. Cuando la barra es editable, los vrticesde la misma se resaltan con puntos colorados y en el panel EditorArmaduras aparecen todas las caractersticas de la misma: nmero,dimetro, largura del tramo y ngulo de inclinacin. En esta fase es posiblecambiar las caractersticas de la barra seleccionada en el panel lateral.

Bloquear (vincular)/Desbloquear (desvincular) una barraPara impedir modificaciones accidentales en una barra, el programa cuentacon el comando Bloquear que se activa con el men que aparece pulsandoel lado derecho del mouse. El bloqueo de una barra impide realizarmodificaciones en la misma. Para que la barra vuelva a ser editable,

Geostru MDC22


seleccionar el comando "Desbloquear todas" en el men antes citado y queaparece pulsando el lado derecho del mouse. ste comando desvinculatodas las barras.

Modificar una barraModificaciones que permite el programa: cada barra se puede cortar(Cortar), perfilar, insertando uno o ms vrtices (Introducir vrtice) oeliminar (Borrar). Todas las modificaciones a la barra se pueden activar conel men que aparece pulsando el lado derecho del mouse y se debensiempre confirmar con el comando Aplicar de este mismo men. Cadamodificacin se debe efectuar en el rea definida por el perfil del muro. Unabarra eliminada (Borrar) no se puede volver a insertar; solo se puedeejecutar el comando Deshacer.

Verificar las secciones de clculoLuego de haber modificado el plano de las barras se debe efectuar laverificacin de la armadura modificada. Para tal operacin es necesarioelegir el comando "Verificar secciones" en la barra de las herramientasvisualizada: la ventana de dilogo que aparece muestra los resultados de laarmadura para las diferentes partes del muro (alzado, puntera, taln,tacn) antes de las modificaciones. Para proponer la nueva armaduramodificada es necesario pulsar el botn Barras del clculo en la mismaventana: ejecutando este comando se actualizan las armaduras con lasmodificaciones realizadas por el usuario.Finalmente, presionando el pulsante Verificacin Secciones se lleva a cabola verificacin de las secciones con las nuevas armaduras. Si no apareceningn mensaje, entonces la verificacin puede retenerse satisfactoria deacuerdo las decisiones tomadas por el usuario. La armadura modificadaaparece en el informe de clculo junto con las verificaciones.

Nota: En el alzado, para un mismo lado (trasds o intrads) se puedeutilizar solo un tipo de dimetro.

2.16 Opciones

OpcionesVisualiza la ventana de dilogo para el ajuste de los parmetros del rea detrabajo: se pueden personalizar los colores del fondo y de las lneas, laposicin de las texturas y su dimensin porcentual, adems del espesor delas lneas, la tolerancia del cursor y el intervalo de la malla de trabajo.

Exportar

2.17 Exportar

Exportar en formato RTFMuestra el informe de clculo, exportndolo en formato RTF (legible tambin

MDC 23


en el Word de Vista).

Exportar DXFExporta el contenido de la ventana de trabajo en formato DXF.

Exportar en BMPExportar el grfico de la hoja de trabajo en formato Bitmap;

Nota: Todos los archivos exportados tienen el mismo nombre que elarchivo principal y una extensin que los identifica.

2.18 Comandos short cut

La barra que se muestra en la imagen tiene varias funciones:

1)Con las letras de short cut de los mens, seguidas de Enter, se obtieneacceso veloz a los comandos. Ejemplo: N+Enter para crear un nuevo archivo.

2)Para bsquedas avanzadas en el manual, se le puede hacer una preguntaal programa seguida de ?+Enter Ejemplo: Sismo+?+Enter para informaciones sobre el anlisis ssmico.

3)Apertura de un programa en modo rpido.Ejemplo: Slope+Enter para abrir este otro software GeoStru.

4)Acceso rpido a los contactos GeoStru.Ejemplo: Contactos+?+Enter para acceder a la lista de los contactos.

5)Acceso rpido a funciones web:Ejemplo: www.geostru.com+Enter o [email protected].

Escribir geostru ps + Enter para acceso rpido al clculo de los parmetrosssmicos.

Geostru MDC24


2.19 Cenni teorici2.19.1 Modelo de clculo

El programa, al efectuar el clculo de las verificaciones del muro, sigue lassiguientes fases:

Fase I Se evalan las presiones del terreno y las eventuales sobrecargas en elalzado. Este ltimo se subdivide en un nmero fijo de secciones quesucesivamente sern las secciones de verificacin. En esta fase seconsidera el paramento interno del muro como superficie de empuje y, en elcaso que se elija trabajar con el mtodo de Coulomb, la inclinacin de talsuperficie se considera equivalente al ngulo de rozamiento terreno-murodefinido en las caractersticas geotcnicas. En cambio, con el mtodo deRankine, el empuje se considera siempre horizontal. En la fase I, el programadetermina las solicitaciones solo en el alzado y efecta las verificacionesestructurales en funcin de los materiales definidos por el usuario y del tipode criterio seleccionado (tensiones admisibles o estados lmite).

Fase II En esta fase se vuelven a realizar los clculos de las presiones del terrenoconsiderando como superficie de empuje la vertical pasante por el intradsdel taln. En este caso, cuando se elige el Mtodo de Coulomb, ya no seconsidera el ngulo de rozamiento terreno-muro, sino que se considera elngulo de resistencia del terreno. La segunda fase, por lo tanto, comprendela determinacin de las solicitaciones totales (momento de vuelco yestabilizador) respecto a la arista inferior de la cimentacin en el extremode la puntera. Sucesivamente, el programa efecta las consuetasverificaciones de estado lmite ltimo de vuelco, deslizamiento y cargaltima.

Fase III En esta fase de clculo se determinan las solicitaciones en mnsula, que sedividen en un nmero fijo de secciones y por lo tanto en tales secciones seefectan tambin las verificaciones estructurales. En caso de muro enmnsula, con la fase III se concluye el clculo.

Fase IV Esta fase es necesaria solo en presencia de pilotes. Las solicitacionestransmitidas desde el muro a los pilotes de cimentacin estn representadaspor los momentos obtenidos en la fase II. A este respecto, el usuario puedeelegir transmitir a los pilotes el momento resultante (diferencia entre el devuelco y el estabilizador) o solo el momento de vuelco. Es evidente queesta ltima eleccin es razonable solo en los casos en los cuales el estadolmite de vuelco represente el ms gravoso, es decir si el momento devuelco es mucho mayor que el momento estabilizador. El programa, cuandohay dos o tres filas de pilotes, efecta los clculos con el ms solicitado(generalmente a compresin).

MDC 25


2.19.2 Normativa

Para las fases de clculo geotcnico y estructural, el usuario puede elegiroperar segn las siguientes normas:

Eurocdigo 2Proyecto de estructuras de hormign. Parte 1-1: Reglas generales

Eurocdigo 7Proyecto geotcnico. Parte 1: Reglas generales.

Eurocdigo 8Disposiciones para el proyecto de estructuras sismorresistentes . Parte 5:Cimentaciones, estructuras de contencin de tierras y aspectosgeotcnicos.

Normativa italiana:NTC 2008Ministerio Infraestructura y Transportes Normas tcnicas para lasconstrucciones 2008.

Ordenanza de la Presidencia del Consejo de Ministros n. 3274 del 20marzo 2003 y sucesivas modificaciones e integraciones:

Primeros elementos en materia de criterios generales para la clasificacinssmica del territorio nacional y de normativas tcnicas para lasconstrucciones en zona ssmica.

Anexo 2 Normas tcnicas para el proyecto, la evaluacin y laadecuacin ssmica de los edificios.

Anexo 4 Normas tcnicas para el proyecto ssmico de obras decimentacin y contencin de terrenos.

D.M. 11 Marzo 1988"Normas tcnicas con respecto a las investigaciones sobre terrenos y sobrerocas, la estabilidad de taludes naturales, los criterios generales y lasprescripciones para proyectar y comprobar las obras de contencin de lastierras y de las obras de cimentacin". D.M. 9 Enero 1996"Normas tcnicas para el clculo, la ejecucin y la prueba de lasestructuras en cemento armado, normal y precomprimido y para lasestructuras metlicas". D.M. 16 Enero 1996"Normas tcnicas para las construcciones en zonas ssmicas".

STAS 3300-10107/0-90

Geostru MDC26


2.19.3 Clculo del empuje activo con Coulomb

El clculo del empuje activo con el mtodo de Coulomb se basa en elestudio del equilibrio lmite global de un sistema cuyos componentes son elmuro y la cua de terreno homogneo detrs de la obra implicada en larotura, asumiendo una pared rugosa. Para terreno homogneo y seco el diagrama de las presiones es lineal condistribucin:

Pt = Ka t z

El empuje St es aplicado a 1/3 H con valor:

a2

t KH21S

Tenemos:

222

2

a

sinsinsinsin1sinsin

sinK

MDC 27


Valores lmite de KA :

segn Muller-Breslau

t = Peso especfico del terreno;

= Inclinacin de la pared interna respecto al plano horizontal pasante por elpie;

= ngulo de resistencia al corte del terreno; = ngulo de rozamiento terreno-muro; = Inclinacin del plano del terreno respecto al plano horizontal, positiva si

va contra de las manecillas del reloj;H = Altura de la pared.

Clculo de empuje activo con Rankine Si e = d = 0 y b = 90 (muro con pared vertical lisa y terrapln horizontal)el empuje St si se simplifica de la siguiente forma:

245tg

2H

sin12sin1HS

22

t

coincidiendo con la ecuacin de Rankine para el clculo del empuje activodel terreno con terrapln horizontal.De hecho, Rankine adopt esencialmente la mismas hiptesis de Coulomb,con excepcin del hecho que omiti el rozamiento terreno-muro y lapresencia de cohesin. En su formulacin general la expresin de Ka deRankine se presenta como sigue:

22

22

acoscoscos

coscoscoscosK

Clculo del empuje activo con Mononobe & Okabe

El clculo del empuje activo con el mtodo de Mononobe & Okabe tiene encuenta el anlisis del empuje en condiciones ssmicas con el mtodopseudo-esttico. Se basa en el estudio del equilibrio lmite global de unsistema cuyos componentes son el muro y la cua de terreno homogneodetrs de la obra implicada en la rotura, con una configuracin ficticia declculo en la cual el ngulo e, de inclinacin del plano del terreno respectoal plano horizontal, y el ngulo b, de inclinacin de la pared internarespecto al plano horizontal pasante por el pie, se aumentan en unacantidad q tal que:

Geostru MDC28


tg = kh/(1kv) donde kh coeficiente ssmico horizontal y kv vertical.En ausencia de estudios especficos, los coeficientes kh y kv deben sercalculados de la siguiente manera:

kh = S ag/r kv = 0,5 kh donde S ag representa el valor de aceleracin ssmica mxima del terrenopara las diversas categoras de perfil estratigrfico. Al factor r se le puedeasignar el valor r = 2 en caso de obras suficientemente flexibles (muroslibres de gravedad), mientras que en los otros casos es igual a 1 (muros enh.a. resistentes a flexin, muros en h.a. con pilotes o anclajes, muros destano).

Efecto de la cohesinLa cohesin induce presiones negativas constantes iguales a:

ac Kc2P

No siendo posible establecer a priori el decremento inducido en el empujepor efecto de la cohesin, ha sido calculada una altura crtica Zc:

sinsinQ

K1c2Z

ac

donde:

Q = Carga agente en el terrapln. Si Zc

MDC 29


sinsinHQKS aq

Aplicable en el punto H/2, habiendo indicado con Ka el coeficiente deempuje activo segn Muller-Breslau. Empuje activo en condiciones ssmicasEn presencia de sismo la fuerza de clculo ejercida por el terrapln sobre elmuro est dado por:

wdws2

vd EEHKk121E

donde:

H = altura murokv = coeficiente ssmico vertical = peso especfico del terreno

K = coeficiente de empuje activo total (esttico + dinmico)Ews = Empuje hidrosttico del aguaEwd = Empuje hidrodinmico En terrenos impermeables el empuje hidrodinmico Ewd = 0, pero vieneefectuada una correccin en el valor del ngulo q de la frmula deMononobe & Okabe tal que:

v

h

wsat

sat

k1ktg

En terrenos con alta permeabilidad en condiciones dinmicas vale siempre lacorreccin anterior, pero el empuje hidrodinmico asume la siguienteexpresin:

2whwd 'Hk12

7E

Con H' altura del agua medida a partir de la base del muro. Empuje hidrostticoEl nivel fretico con superficie distante Hw de la base del muro provocapresiones hidrostticas normales en la pared que, en profundidad z, seexpresan as:

Pw(z) = w z Con resultante:

Sw = 1/2 w H

Geostru MDC30


El empuje del terreno sumergido se obtiene sustituyendo t con 't( 't =

saturado - w), peso eficaz del material sumergido en agua.

Resistencia pasivaPara terreno homogneo el diagrama de las presiones es lineal del tipo:

Pt = Kp t z Por integracin se obtiene el empuje pasivo:

p2

p KH21S

Habiendo indicado con:

22

2

p

sinsinsinsin1sinsin

sinK

(Muller-Breslau) con valores lmites de d iguales a:

La expresin de Kp segn Rankine asume la siguiente forma:

22

22

pcoscoscos

coscoscosK

2.19.4 Carga lmite cimentaciones superficiales sobre terreno

ObservacinEn el caso de que la estratigrafa sea diferente entre lacimentacin y el alzado, si es posible, evitar que la cotade la estratigrafa de base coincida perfectamente conla cota de cimentacin.

En la figura se indica el esquema correcto a seguir.

Atencin: esto es solo una medida de precaucin yaque, hacindoles coincidir, MDC asume lascaractersticas geotcnicas del estrato de base parallevar a cabo las pruebas de la carga ltima.

MDC 31


Vesic 1973

Para que la cimentacin de un muro pueda resistir la carga de proyecto conseguridad con respecto a la rotura general se debe cumplir la siguientedesigualdad:

dd RV

donde:Vd es la carga de proyecto, normal en la base de la cimentacin, quecomprende tambin el peso del muro;Rd es la carga ltima de proyecto de la cimentacin con respecto a lascargas normales, teniendo en cuenta el efecto de cargas inclinadas oexcntricas.

En el examen analtico de la carga ltima de proyecto Rd se debenconsiderar las situaciones a corto y a largo plazo de los suelos de granofino.

La carga ltima de proyecto en condiciones no drenadas se calcula como:

qisc2AR

ccu'

donde:

''' LBA readela

Geostru MDC32


cimentacineficazdeproyecto,entendida,

encasodecargaexcntrica,

comoelreareducidaencuyocentroseaplicaelresultado

MDC 33


delacarga.

cu Cohesinnodrenada.

q Presinlitostticatotalenelplanodecimentacin.

sc Factordeforma

'

'c

LB2.01s

Paracimentacionesrectangular

Geostru MDC34


es.

2.1sc Paracimentacionescuadradas ocirculares.

u'

c cAH115.0iFactorcorrectivodelainclinacindelacargaacausadeunacargaH.

En condiciones drenadas la carga ltima de proyecto se calcula as:

MDC 35


isNB5.0isNqisNcAR ''

qqq'

ccc'

'

donde:

245taneN

'2'tan

q

'qc cot1NN

'q tan1N2N

Factores de forma

''

'q sen

LB1s para forma rectangular

'q sen1s para forma cuadrada o circular

'

'

LB3.01s para forma rectangular

7.0s para forma cuadrada o circular

1N1Nss qqqc para forma rectangular, cuadrada o circular

Factores de inclinacin resultante:

Geostru MDC36


mq cAVHi

''' cot1)1(''' cot1 mcAVHi

11 qc Niqiqi

LBLB

m1

2

Adems de los factores de correccin anteriores, se consideran otroscomplementarios de la profundidad del plano de cimentacin y de lainclinacin del plano de cimentacin y del plano terreno (Hansen).

2.19.5 Clculo de pilotes de cimentacin

Convenciones sobre los signos

1. La fuerza vertical Fy' positiva si se dirige hacia abajo;2. La fuerza horizontal Fx positiva si va de izquierda a derecha;3. El par M es positivo si produce desplazamientos concordantes con los de

la fuerza horizontal Fx.

Anlisis de pilotes en condiciones de ejercicio: Modelo di Winkler

El modelo de Winkler permite de tener en cuenta en manera simple lavariabilidad de las propiedades mecnicas del terreno y de las situaciones.En presencia de un medio homogneo (K constante) ha sido adoptada laclasificacin de Hetnyi que distingue tres posibles comportamientos delpilote sobre el medio a la Winkler, en funcin del valor que asume la rigidezrelativa (l) terreno terreno pilote es decir: pilote corte o rgido, piloterelativamente flexible, pilote infinitamente flexible.

Carga ltima vertical

La carga ltima vertical ha sido calculada con las frmulas estticas, queexpresan lo mismo en funcin de la geometra del pilote y de lascaractersticas del suelo y de la interfaz pilote-terreno.Para fines de clculo, convencionalmente la carga ltima Qlim se subdivideen dos partes alcuotas, la resistencia en punta Qp y la resistencia lateralQs.

MDC 37


Resistencia unitaria en punta

La resistencia unitaria qp de punta, en caso de terreno con rozamiento (j) ycon cohesin (c), es dada por la expresin:

qp = c Nc + D Nq

Donde:

= Peso especfico del terreno;D = Longitud del pilote;Nc e Nq = Factores de capacidad portante que comprenden ya el efecto

forma (circular).

El factor Nq ha sido calculado segn la teora de Berezantzev.

Resistencia del tallo

La contribucin a la resistencia por fuste se calcula utilizando unacombinacin de esfuerzos totales y eficaces. Son previstos tresprocedimientos de clculo de uso corriente, dos de los cuales de validezgeneral para la resistencia lateral de pilotes colocados en suelos cohesivos.Estos mtodos se denominan a, b y l debido a los coeficientesmultiplicativos usados en el trmino de la capacidad portante lateral. Mtodo utilizado para calcular la capacidad portante lateral, mtodo A,propuesto por Tomlinson (1971). La resistencia lateral se calcula de lasiguiente manera:

fs = c + q K tg

c = valor promedio de la cohesin o de la resistencia al corte en condiciones

no drenadas.q = presin vertical del terrenok = coeficiente de empuje horizontal dependiente de la tecnologa del pilote y

del precedente estado de densificacin calculado como sigue:

Para pilotes hincados K = 1 + tg2

Para pilotes barrenados K = 1 - tg2

= rozamiento piloteterreno, funcin de la rugosidad de la superficie del

pilote.

Geostru MDC38


Para pilotes hincados = 3/4 tg

Para pilotes barrenados = tg

es un coeficiente obtenido como se indica a continuacin:

Coeficiente a para pilotes hincados

c < 0.25 = 1.000.25 < c < 0.5 = 0.850.5 < c < 0.75 = 0.650.75 < c 2.4 = 1.2 / c

Coeficiente para pilotes barrenados

c < 0.25 = 0.90.25 < c < 0.5 = 0.80.5 < c < 0.75 = 0.60.75 < c < 2 = 0.4c > 2 = 0.8 / c

Adems, segn las indicaciones de Okamoto, en presencia de efectosssmicos la resistencia lateral se reduce en funcin de coeficiente ssmico khcomo sigue:

Coeffrid = 1 - kh

En conclusin:

1. Para pilotes barrenados, tanto las caractersticas de resistencia (c, j)como el coeficiente del mdulo horizontal del terreno han sido reducidosen un 10%.

2. En caso de acciones de traccin la carga en punta es nula mientras lalateral ha sido reducida al 70%.

3. En el coeficiente de seguridad vertical se ha tenido en debida cuentatambin el peso del pilote.

Asientos

El asiento vertical ha sido calculado con el mtodo Davis-Poulos, segn el

MDC 39


cual el pilote se considera rgido (indeformable) inmerso en un medioelstico, semi espacio o estrato de espesor finito.Se supone que la interaccin pilote terreno sea constante por tramos a lolargo de las n superficies cilndricas en las cuales viene sub dividida lasuperficie lateral del pilote.El asiento de la superficie genrica i, por efecto de la carga que transmiteel pilote al terreno a lo largo de la j sima superficie, se puede expresar:

Wi,j = ( j / E ) B Ii,j Habiendo indicado con:

j = Incremento de tensin relativo al punto medio de la rebanada;E = Mdulo elstico del terreno;B = Dimetro del pilote;Ii,j = Coeficiente de influencia.

El asiento total se obtiene sumando Wi,j para todas las j reas.

2.19.6 Estabilidad global

La estabilidad global determina el grado de seguridad del complejo muro-terrapln con respecto a deslizamientos a lo largo de potenciales superficiesde rotura.El factor de seguridad se puede expresado segn el mtodo ordinario de lasrebanadas, como sigue:

0t

00

ss

0ss

reFr

eFQWKsinFQW

tgulsinFsinFQWKcosFQWlcF

donde:

W = peso de la rebanada genrica;Q = carga repartida;F = carga concentrada;Ks W = fuerza inercial;Ks = coeficiente de intensidad ssmica;l = longitud de la base de la rebanada genrica;

= ngulo entre la base de la rebanada y el plano horizontal;c = cohesin del terreno;

= ngulo de resistencia al corte del terreno;ro = radio superficie de desplazamiento genrica;u = presin generada por el nivel fretico;

Geostru MDC40


Fo= carga horizontal generada por los anclajes;et = excentricidad de la fuerza de anclaje respecto al centro de rotacin;es = excentricidad de las fuerzas ssmicas respecto al centro de rotacin.

2.19.7 Clculo deslizamientos

Mediante mtodos de I nivel (correlaciones empricas) es posible calcular losdeslizamientos de las obras de contencin ocasionados por sismo comoresultado de un cinematismo de empuje activo. En las diferentesbibliografas se proponen correlaciones extradas de la elaboracin deresultados de deslizamientos, calculados generalmente mediante anlisisdinmicos simplificados. En estos anlisis la interaccin entre el muro y elterreno de cimentacin se estudia con el modelo clsico de bloque rgidodeslizante en plano horizontal propuesto por Newmark (1965), o bien conmodelos un poco ms sofisticados derivados del mismo. Las correlaciones sebasan en su mayora en la curva envolvente de los deslizamientoscalculados, resultando estas bastante cautelosas; mientras que otrasveces se basan en el anlisis de las probabilidades de ocurrencia de losdeslizamientos.La correlacin ms citada en la literatura es la de Richards y Elms (1979),la cual se basa en los resultados de las adiciones hechas por Franklin yChang (1977) para un conjunto de acelerogramas relativos a 27 terremotosreales y 10 terremotos sintticos de los cuales se consideraron solo loscomponentes horizontales. El modelo de integracin muro-terreno utilizadoes el original de Newmark. Richards y Elms individuaron la curva envolventesuperior de los deslizamientos trazados en funcin de la relacin deaceleracin crtica (N/A), definida como la relacin entre el coeficiente N de

la aceleracin crtica ac (donde ) y el coeficiente A de la

aceleracin mxima suelo ( ); la ecuacin de la curva (llamadaupperband) es:

Donded es el deslizamiento relativo en metros;V es la mxima velocidad del acelerograma expresada en m/seg

Cabe sealar que esta frmula fue propuesta por los autores tambin comoinstrumento para proyectar el muro, una vez que se ha fijado el valor deldeslizamiento admisible y que se conocen los valores mximos de la

aceleracin y de la velocidad V del acelerograma.

Otras correlaciones acreditadas en la literatura son:

MDC 41


Mtodo Deslizamiento Magnitud Notas

Newmark (1965)

Whitman y Liao(1984)

Jibson (1993)

Crespellani y al.(1998)

IA = intensidad de Arias

PD = potencial ssmico destructivo

v0 = intensidad de las intersecciones con el eje del tiempo del acelerogramade proyecto (en s-1)

2.19.8 Contrafuertes

CLCULO DE MUROS CON CONTRAFUERTES

El caso de muros con contrafuertes requiere introducir los datosgeomtricos, o sea espesor e intereje longitudinal. El contrafuerte se puedeposicionar al interno o al externo.La altura del contrafuerte se asume igual a la altura del muro, mientras quela base se iguala al ancho del taln para contrafuertes internos o al anchode la puntera para los externos.El clculo del empuje sobre el muro prescinde de la presencia del elemento yse lleva a cabo con el mismo procedimiento del muro en mnsula.La presencia del contrafuerte tiene efecto, con la fuerza peso, tanto a nivel

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de solicitaciones en el alzado como en las comprobaciones globales alvuelco, carga ltima y deslizamiento.La fuerza peso del contrafuerte se computa en la resultante Fy de lassolicitaciones en el muro, al igual que una fuerza externa, pero no apareceen la condiciones de carga del Men Clculo: esto implica que no es posibleasignar a esta un factor de combinacin que no sea la unidad.

Verificacin de la seccin en h.a. y clculo armaduraEn cada seccin de clculo a lo largo de la altura del muro, el programaconsidera la seccin de verificacin en forma de T como una seccinrectangular equivalente con igual momento de inercia baricntrico.

B = interasse 100 cm

Hequu

H

h b/2 b/2

O sea que la seccin en forma de T de dimensin B igual al intereje de loscontrafuertes se elabora como una seccin rectangular equivalente con 1 mde anchura y altura Hequ, tal que el momento de inercia baricntrico de lasdos secciones sea igual.

Con esta premisa se proyectan y se verifican las secciones rectangularesequivalentes.

2.19.9 Amplitud de las fisurasSegn los conocimientos actuales es oportuno limitar las aberturas (oamplitud) de fisura en relacin con la agresividad del ambiente, a fin de

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contrastar, junto con el recubrimiento de las barras, la corrosin de lasmismas.Adems de esta exigencia de durabilidad, limitar la entidad de las fisuraspuede ser importante a nivel esttico o de junta estanca (para depsitos ytanques se puede evitar casi siempre la colocacin de un estratoimpermeable si se contiene la amplitud de las fisuras en no ms de 0,1 mm).No se examinarn aqu los estados ltimos de descompresin y de formacinde las fisuras ya que estos se refieren esencialmente a estructuraspretensadas.Aunque el clculo directo de las aberturas de fisura es poco seguro debidoal carcter tan aleatorio de la fisuracin, los eurocdigos lo requierenexpresamente e indican valores nominales (w1=0,2 mm; w2=0,3 mm;w3=0,4 mm) que no se deben superar, en funcin de las condicionesambientales, de la combinacin de carga y de la sensibilidad de lasarmaduras.Para armaduras poco sensibles, como las empleadas en estructuras de h.a.normal, los eurocdigos fijan los siguientes valores lmite a las aberturas defisura en funcin de las condiciones ambientales y de la combinacin de lasacciones:

Condicion

esambiental

es

Combinaciones

deaccione

s

Aberturafisura wm

a -ordinarias

frecuentes

= w3

casipermane

ntes

= w2

b moderadamente

agresivas

frecuentes

= w2

casipermane

nte

= w1

c - muyagresivas

rara = w1

frecuente

= w1

Los valores nominales seleccionados no deben ser superados por los declculo en la zona de eficacia de las armaduras, y dados por:

wd = 1,7 wm donde:

wm = sm Drm = valor promedio abertura sm = deformacin promedio de las barras

Geostru MDC44


Drm = distancia promedio entre las fisuras

2.19.10 Sismo

Para el clculo de la accin ssmica el programa se adapta al tipo denormativa seleccionada por el usuario.

2.19.11 Accin ssmica

Los valores de los coeficientes ssmicos horizontales yverticales se pueden asignar manualmente.Adems el software los pude calcular automticamentesobre la base de la aceleracin mxima en el sitio

Eurocdigo 8

2.19.11.1 Eurocodice 8

Para la aplicacin del Eurocdigo 8 (Diseo de estructurassismoresistentes), el coeficiente sismico horizontal se define:

hv

IgRh

KKg

SaK

5.0

donde:

agR : aceleracin pico de referencia en suelo rgido aflorante,gI: factor de importancia,S: soil factor que depende del tipo de suelo (de A a E).

IgRg aa

es la design ground acceleration on type A ground.

MDC 45


GeoStru SoftwarePgina inicialActivacinCopyrightServicio Asistencia TcnicaContactos

MDCIntroduccionDatos GeneralesDatabase materialesDatos geomtricos y cargasPerfil terrenoRellenoEstratifigrafaPilotesAnclajesMateriales y armadurasClculoCmputoAnlisis de estabilidad globalDiagramasArmaduraOpcionesExportarComandos short cutCenni teoriciModelo de clculoNormativaClculo del empuje activo con CoulombCarga lmite cimentaciones superficiales sobre terrenoClculo de pilotes de cimentacinEstabilidad globalClculo deslizamientosContrafuertesAmplitud de las fisurasSismoAccin ssmicaEurocodice 8

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