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Comprobaciones de diseño de muros de contención según ACI 318

Comprobaciones de diseño de muros de contención según ACI 318-19

Durante el proceso de diseño de un muro de contención en voladizo de hormigón, el primer paso es definir el dimensiones preliminares y revisa el estabilidad de esta geometría preliminar contra volcar, deslizamiento, En el caso de que la zapata se extienda también alejándose del suelo retenido. Completar estas comprobaciones de estabilidad implica el cálculo de todas las fuerzas que actúan sobre la estructura de contención. esas cargas, cuando se factoriza, son los datos necesarios para realizar comprobaciones de diseño en el muro de contención de hormigón y garantizar las dimensiones y el refuerzo proporcionado, será capaz de soportar cargas de estado último. Uso de nuestro software de diseño de muros de contención, es posible realizar las comprobaciones de estabilidad necesarias durante el proceso de diseño de un muro de contención de hormigón.

En resumen, Las comprobaciones de diseño de los diferentes componentes de un muro de contención de hormigón incluyen:

  • Ejemplo de cálculo del momento de vuelco
    • Sección crítica: Situado en la base del tallo., en la cara de la base del muro de contención. Para comprobar la resistencia al corte, ACI 318 permite utilizar la sección a distancia re desde la base como la crítica.
    • fuerzas actuantes: Presión activa del suelo retenida y presión adicional proveniente de cargas de sobrecarga.
    • Efectos a comprobar: Flexión y cortante en la sección crítica del fuste del muro de contención en voladizo.
  • Tacón
    • Sección crítica: Situado en la interfaz entre el fuste y la zapata del muro. Para comprobar la resistencia al corte, ACI 318 permite utilizar la sección a distancia re desde la interfaz como la crítica.
    • fuerzas actuantes: Peso del suelo retenido, peso propio del talón, y recargo de actuación vertical. Podría incluirse la presión del suelo debajo de la base, pero generalmente se descuida por ser conservador.
    • Efectos a comprobar: Cortante y flexión en la sección crítica del talón del muro de contención en voladizo.
  • Dedo del pie
    • Sección crítica: Situado en la cara del tallo.. Para comprobar la resistencia al corte, ACI 318 permite utilizar la sección a distancia re de la cara del tallo como el crítico.
    • fuerzas actuantes: Teniendo presión debajo del dedo del pie. El peso propio pasivo del suelo que actúa por encima de la punta generalmente se desprecia., ya que puede erosionarse o eliminarse.
    • Efectos a comprobar: Cortante y flexión en la sección crítica del pie del muro de contención en voladizo.
  • CizALLA (si está incluido)
    • Sección crítica: Ubicado en la interfaz entre la llave de corte y la zapata del muro..
    • fuerzas actuantes: Presión pasiva del suelo.
    • Efectos a comprobar: Cortante en la clave del muro de contención en voladizo de la sección crítica.

Secciones críticas del diseño del muro de contención de hormigón skyciv

Factores de carga según ACI-318

Al realizar una verificación de diseño en un muro de contención en voladizo de hormigón según los requisitos de ACI-318, todas las fuerzas externas que actúan sobre la estructura y generan una fuerza interna en la sección crítica, se computan de acuerdo a su naturaleza, como sigue:

  • Para presiones laterales de tierra, debido al peso del suelo y cargas adicionales, el factor para calcular las cargas de estado último es \(1.6\)
  • Por el peso propio de la estructura, el factor para calcular las cargas de estado último es \(1.2\)

Esos factores reflejan la probabilidad de exceder el cálculo “exacto” valor, para el caso del peso propio de la estructura, la probabilidad de ser superado es bastante baja, y por lo tanto el factor está cerca de 1.0, sin embargo, Es más probable que las fuerzas externas, como el peso y la presión lateral del suelo retenido y las sobrecargas, tomen un valor más alto., y es por eso que el factor de carga está más cerca de 2 que a 1.

Factores de reducción de resistencia según ACI-318

Además de aumentar las fuerzas que actúan sobre la estructura, su resistencia también se reduce aplicando algunos factores, siguiendo la LRFD (Diseño de factor de carga y resistencia) Acercarse. Cada valor de resistencia se reduce de la siguiente manera:

  • Para resistencia a la flexión, suponiendo que el miembro está controlado por tensión, el factor de reducción es \(0.9\)
  • Para resistencia al corte, el factor de reducción es \(0.75\)

Requisitos de diseño según ACI-318

Comparación de las fuerzas internas del estado último con la resistencia reducida del miembro a esa fuerza interna, es posible determinar si la sección de hormigón proporcionada y el refuerzo empotrado son lo suficientemente fuertes o no. Esto se puede expresar en las siguientes dos ecuaciones:

  • Para resistencia de momento nominal \(M_n\) y momento de estado último \(M_u\)

\(\fi \; M_n \geq M_u\)

  • Para resistencia nominal a cortante \(V_n\) and ultimate state shear force\(V_u\)

\(\fi \; V_n \geq V_u\)

Requisitos adicionales según ACI-318

Aparte de cumplir con los requisitos antes mencionados, ACI-318 presenta algunos requisitos adicionales para completar con éxito un diseño de muro de contención de hormigón:

  • El refuerzo calculado para la flexión en cualquier componente de la estructura se compara con el refuerzo mínimo requerido para la flexión de la viga.. Según ACI-318, se utiliza la fórmula de viga en lugar de la fórmula de losa unidireccional debido a la falta de redundancia:

\(UNA_{s, \; min} = frac{3 \sqrt{f’_c}}{f_y} b_w d\)

  • Una vez que se calcula el área de acero requerida para la flexión, la sección se comprueba para asegurarse de que está controlada por tensión, en otras palabras, asegurarse de que el acero de refuerzo ceda antes de que el concreto se agriete:

\(\varepsilon_t = \frac{\varepsilon_c}{c}(corriente continua) > 0.005\)

Dónde \(c = frac{a}{\beta_1}\), \(a = 1.31 A_s\), \(\varepsilon_c = 0.003\) (asumiendo que el concreto se agrieta a ese nivel de deformación), y \(d\) es la distancia desde el borde de compresión hasta el centro del refuerzo en tensión.

  • Se calcula un área mínima de refuerzo transversal para cada componente del muro de contención de hormigón en voladizo, usando las proporciones dadas en la Tabla 11.6.1 de ACI-318
  • Las longitudes de desarrollo y empalme también se calculan para cada componente del muro de contención de hormigón en voladizo, usando los criterios dados en 25.4.2 de ACI-318

Calculadora de muros de contención SkyCiv

Teniendo todas esas cargas individuales ahora es posible calcular la fuerza de fricción. La mitad de la altura de la pared desde la parte inferior de la base para el caso de la, La mitad de la altura de la pared desde la parte inferior de la base para el caso de la, En el caso de que la zapata se extienda también alejándose del suelo retenido, La mitad de la altura de la pared desde la parte inferior de la base para el caso de la! Con la cuenta paga, también es posible realizar comprobaciones de diseño según ACI en el muro de contención.

= gamma_
Oscar Sanchez
Desarrollador de producto
BEng (Civil)
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