Teoría de muros de sótano

1. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Ambato – Ecuador
2018
DOCENTE:
Ing. Jorge Cevallos
INTEGRANTES:
Chicaiza Darío
Delgado Mario
Romero Johnny
Laura Edwin
SEMESTRE:
Noveno “B”
UNIVERSIDAD TECNICA
DE AMBATO

2. Son elementos estructurales que tienen forma de
cajones cerrados y están destinados a recibir
cargas verticales, generalmente transmitidas por
columnas de la estructura y frecuentemente
también por algúna losa, además de recibir cargas
horizontales producidas por el empuje de tierras.
MUROS DE SÓTANO

3. a) Retener el empuje horizontal que
ejerce la masa de suelo sobre el muro.
b) Transmitir las cargas provenientes
de las plantas superiores si hubiere, o
bien, de otras cargas existentes sobre
el relleno más el peso propio del muro
al cimiento.
Función del MUROS DE SÓTANO

4. MUROS DE
CONTENCIÓN
Su principal
función es la
de retener el
suelo que se
encuentra
junto a la
edificación
Su modelo
matemático es
una viga en
voladizo.
MUROS DE
SÓTANO
Se comporta
como una losa
de uno o varios
vanos.
Estos muro
cumplen dos
funciones a la
vez: como
espacio de
almacenamiento
retención del
suelo.
DIFERENCIAS

5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
PARA EL DISEÑO DE MUROS
SEGÚN ACI-318-2014
• Espesor mínimo de muros

6.  11.7.2. Espaciamiento del refuerzo
longitudinal
El espaciamiento máximo, s , de las barras
longitudinales en muros construidos en
menor entre 3h(espesor) y 450mm.
refuerzo para cortante para resistencia en
muro, el espaciamiento del refuerzo
exceder 𝑙 𝑤/3.
 11.7.3 Espaciamiento del refuerzo
transversal
El espaciamiento máximo, s , del refuerzo
los muros construidos en sitio no debe
de 3h(espesor) y 450mm. Cuando se
A.C.I 318-2014

7. RECOMENDACIONES -NEC
refuerzo transversal de los muros
estructurales debe anclarse al elemento de
borde, de tal manera que sea capaz de
desarrollar los esfuerzos de fluencia.
refuerzo longitudinal Todo refuerzo
longitudinal de muros estructurales, pórticos
con diagonales, elementos confinantes de
muros de mampostería confinada y
cabezales. Se debe anclar de acuerdo con las
especificaciones para refuerzo en tracción

8. •TABLA 11.6.1 .-REFUERZO MÍNIMO PARA MUROS CON V u ≤
0.5φVc EN EL PLANO DEL MURO.
A.C.I 318-2014
 Pl debe ser mayor entre los valores
𝑝𝑙 ≥ 0.0025 + 0.5 2.5 −
ℎ𝑙
𝑤𝑙
𝑝𝑡 − 0.0025
0.0025
Si hl/wl < 0.5
refuerzo vertical = longitudinal
V u ≥ 0.5φVc

9. CUANTÍAS DE ACERO MUROS DE
SÓTANO-ACI
Armadura vertical
• 0,0012 para barras corrugadas de
diámetro no superior a 16 mm.
• 0,0015 para barras corrugadas de
diámetro superior a 16 mm.
• 0,0012 para mallas soldadas.
Armadura horizontal
• 0,0020 para barras corrugadas de
diámetro no superior a 16 mm.
• 0,0025 para barras corrugadas de
diámetro superior a 16 mm.
• 0,0020 para mallas electrosoldadas.

10. FUERZAS DENTRO Y FUERA DEL MURO-ACI

11. CASO DE EXISTENCIA DE CARGAS SOBRE EL TERRENO
Son frecuentes los casos de sobrecargas
de tipos muy variados, que a continuación se estudian:

12. • CARGA UNIFORMEMENTE REPARTIDA
• El peso de la cuña MNC, a profundidad H, incluida la sobrecarga
correspondiente aplicamos el método de COULOMB y se expresa en:

β= Angulo del talud del terreno
α= Angulo de rozamiento de terreno y muro
He = Altura de aplicación de la carga
ɣ= Densidad del suelo seco
q= Carga del suelo

13. • CARGA EN BANDA PARALELA A LA CORONACION
• Según la grafica, para el caso de trasdós vertical (es la cara del muro en contacto con el material contenido) y
superficie de terreno horizontal, llamemos:
• pq presión horizontal en el punto A
• q carga en la banda, por unidad de superficie
• La presión real contra un muro rígido es doble de la obtenida por la aplicación de la teoría de la elasticidad.
La distribución de presiones varía de acuerdo con lo que se
indica esquemáticamente en la 2da grafica (b)

14. • Cargas puntuales o concentradas en áreas reducidas
(zapatas).
En este caso la distribución de presiones no sólo es variable con la altura
sino también a lo largo del muro.
El empuje equivalente es, λa N, siendo N la resultante de la carga sobre el terreno
y dicho empuje equivalente se reparte en un ancho b + x

15. Las acciones que dan lugar a las fuerzas
actuantes sobre un muro de sótano se
pueden clasificar según los criterios de:
-Acciones Directas:
Peso propio de la estructura,
restante de carga permanente
y sobrecargas de uso.
-Acciones Indirectas:
Efectos por temperatura,
asientos de cimentación,
acciones reológicas, acciones
sísmicas, , empujes de suelo
estático y dinámico.

16. Presión Activa
• Según Rankine: (Un estrato)
𝐾𝑎 =
1 − 𝑠𝑒𝑛 𝜙
1 + 𝑠𝑒𝑛 𝜙
SUELOS COHESIVOS:
SUELOS FRICCIONANTES:
𝐾𝑎 = 𝑇𝑎𝑛2 ∗ 45° −
𝜙
2
Ø= Ángulo de fricción interna del suelo
TEORÍA DE RANKINE
Considera la masa de suelo como si estuviera en un
equilibrio plástico.

17. • Según Rankine:(Dos estratos)
Suelo granular o friccionante:
𝐾𝑎2 = 𝑐𝑜𝑠𝛼 ∗
𝑐𝑜𝑠𝛼 − 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 − 𝑐𝑜𝑠2 𝜙
𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 − 𝑐𝑜𝑠2 𝜙
Suelo cohesivo y granular:
K𝑎1 =
1
𝑐𝑜𝑠2∅
∗ {2 ∗ 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 + 2
𝑐
𝛾∗ℎ
∗ 𝑐𝑜𝑠∅ ∗ 𝑠𝑒𝑛∅ − 4 ∗ 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 𝑐𝑜𝑠2 𝛼 − 𝑐𝑜𝑠2∅ +
4 +
𝑐
𝛾∗ℎ
2
∗ 𝑐𝑜𝑠2
∅ + 8
𝑐
𝛾∗ℎ
∗ 𝑐𝑜𝑠2
𝛼 ∗ 𝑠𝑒𝑛∅ ∗ 𝑐𝑜𝑠∅} -1
𝛼= Ángulo de inclinación del terraplén
ɣ= Peso específico del suelo
h= Altura del estrato
C= cohesión del suelo
Presión Activa

18. Presión del suelo
• Vertical
𝜎𝑣 = 𝛾 ∗ ℎ + 𝑞
𝑞= Sobre carga del talud
• Horizontal
𝜎ℎ = 𝜎𝑣 ∗ 𝑘𝑎
𝑘𝑎 = Coeficiente estático

19. Empuje resultante y línea de acción
• El empuje resultante es igual al área de la aplicación
de la carga horizontal, en los terrenos compuestos
por estratos de diversas características se determina
el empuje total obteniendo la resultante de los
empujes parciales correspondientes a cada uno de
los estratos.
• Línea de acción
Z =
𝐴𝑟𝑒𝑎∗𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐶𝐺
𝑃𝑎

20. 𝜃′
= 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 𝑑𝑖𝑛á𝑚𝑖𝑐𝑜
En caso de no tener datos de los registros sísmicos
asumimos:
𝐾ℎ = 𝑧 ∗ 𝑔 z=0,4
𝐾ℎ = Utilizar el valor de la microzonificación del Ecuador
𝐾𝑣 = 0
𝜃′ = 𝑡𝑔−1 ∗
𝐾ℎ
1 − 𝐾𝑣
𝐾ℎ =
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑚𝑜
𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑
𝐾𝑣 =
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑚𝑜
𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑
PRESIÓNDINÁMICA

21. 𝐾𝑎 𝑒 =
𝑆𝑒𝑛2(∅ + 𝛽 − 𝜃′)
𝐶𝑜𝑠 𝜃′ 𝑆𝑒𝑛2 𝛽(𝛽 − 𝜃′ − 𝛼) 1 +
𝑆𝑒𝑛 ∅ + 𝛿 𝑆𝑒𝑛 (∅ − 𝜃′ − 𝛼)
𝑆𝑒𝑛 𝛽 − 𝛿 − 𝜃′ 𝑆𝑒𝑛(𝛼 + 𝛽)
2
𝑲𝒂 𝒆 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑠𝑒𝑢𝑑𝑜𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜
∅ = Ángulo de fricción interna
(Estudio de suelos)
𝜷 = Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜 𝑒𝑛 𝑠𝑢
𝑝𝑎𝑟𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙
𝜶 = Á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑐𝑙𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙
𝑡𝑒𝑟𝑟𝑎𝑝𝑙𝑒𝑛 (𝐸𝑠𝑡𝑢𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜𝑠)

22. 𝑃𝑎 𝑒 = 𝐸𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 𝑑𝑖𝑛á𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝛾 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜
𝑘𝑣 = 𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑
𝐾𝑎𝑒 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑠𝑒𝑢𝑑𝑜𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜
ℎ = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜
𝛅 = Ángulo de fricción suelo − muro
Depende del Angulo de rozamiento interno del suelo, el
contenido de humedad y la rugosidad del muro.
Para caso de terrenos desfavorables, δ = 0°
En caso de tener una superficie del muro muy rugosa
se toma en cuenta δ = ∅ para el caso de empujes se
le considera δ =
2
3
∅
𝑃𝑎 𝑒 =
1
2
𝛾ℎ2 1 − 𝑘𝑣 ∗ 𝐾𝑎𝑒

23. 𝑃𝑎 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎
En caso de tener varios estratos se asume el valor de ∆𝑃𝑎 𝑒 es aproximadamente del 10-20% del
peso del muro
𝑧 = 𝐿í𝑛𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎
∆𝑃𝑎 𝑒 = 𝑃𝑎 𝑒 − 𝑃𝑎
∆𝑍𝑎 𝑒 =
2
3
ℎ
𝑍𝑎 𝑒 =
∆𝑃𝑎 𝑒 ∗ ∆𝑍𝑎 𝑒 + 𝑃𝑎 ∗ 𝑧
𝑃𝑎 𝑒

24. Para estructuras de pequeña
magnitud se construye
generalmente sólo un nivel de
sótano, aparte del peso propio,
recibe una carga vertical la
reacción de apoyo de la losa
superior

25. Muro Empotrado-Apoyado
Este tipo de muro va apoyado en un extremo superior sobre las vigas,
por medio de juntas especiales entre el muro y la viga, y empotrado en
su cimiento inferior.

26. Muro Doblemente Empotrado
Este muro se diseña como parte de la superestructura, es decir, empotrado en
las vigas y en su propio cimiento, además puede estar apoyado en las
columnas del edificio, en este caso funcionaria como una losa en 2
direcciones con 4 apoyos. Sin embargo cabe recordar que la carga será
uniformemente variada y no uniformemente distribuida como en una losa
común.
Carga triangular
debida a la
presión del
suelo.

27. El caso más frecuente es que
sobre el muro apoyen pilares
que transmiten cargas de las
plantas superiores, pudiendo
existir además varios sótanos

28. MODELO MATEMATICO DOS SOTANOS
• Los diagramas de momentos
flectores y el de esfuerzos
axiales se indican en la figura
d) y e).
• Caben las mismas hipótesis
que en el caso de un solo
sótano y, análogamente, para
el dimensionamiento en
flexión compuesta, conviene
optimizar la suma de
armaduras de las dos caras.
De nuevo aquí conviene

29. VIGAS DE CORONACIÓN
• Su función es homogeneizar las deformaciones entre paneles.
Olvidando la existencia de una junta de hormigonado entre
módulos de pantalla, la viga de coronación tendrá como
Objetivo:
• 1. Trabar (arriostrar) horizontalmente todas las cabezas de los
muros para evitar deformación en cabeza. Se calcula como una
viga continua donde en el plano horizontal se le impone una
deformación igual a la deformación máxima del muro.
• 2. Repartir el esfuerzo vertical para evitar asentamientos
diferenciales frente cargas verticales. Para ello se dimensiona
como una viga continua apoyada en cada uno de los muros
donde en un tramo se anula dicho apoyo y se sustituye por una
carga vertical igual a su peso propio.

30. DRENAJE
El drenaje sirve para evitar
la acumulación de agua
detrás de las paredes debe
colocar material granular
detrás de la pared del muro.
Los muros y zapatas de
cimentación del sótano
deben ser cubiertos con
tiras de 6 milésimas de
pulgada de espesor
(0,153 mm) una lámina
de polietileno o de tipo
30 fieltro
UBC- 97

31. UBICACIÓN DE LOS CIMIENTOS
Si el nivel freático esta por debajo de la cimentación no
provocan daños a edificios próximos.
Zapata Lindero Zapata centrada
NF
Dependiendo de que el terreno contenido sea o
no de propiedad ajena y de la relación entre
empujes y cargas verticales, el cimiento va o no
centrado respecto al muro.

32. En este caso, las cargas de la superestructura se
transmiten al nivel del sótano por medio de los columnas, y
de estos al terreno mediante los encepados de los pilotes y
los pilotes portantes. Este método se emplea cuando se
encuentran suelos de baja calidad portante a nivel del
sótano.
Sótanos cimentados sobre pilotes

33. Pequeño espacio, llenado con elementos de diferentes materiales,
situado entre elementos constructivos distintos o entre dos partes de un
mismo elemento, haciendo que trabajen conjuntamente, sin que se
afecten, siendo necesario que brinden, impermeabilidad, resistencia a los
agentes atmosféricos, alto grado de elasticidad, y capacidad de
adherencia:

34. Evitan la aparición de fisuras por cambio de temperatura, retracción de secado
y absorben las deformaciones
Juntas de Dilatación
Zonas con temperatura extrema
Cambios de altura del plano de
cimentación
20 m máx
30 m máxZonas con temperatura moderada
Cambios de altura del muro

35. Juntas de Control
Estas juntas son construidas para el direccionamiento de
grietas en zona de tensión
CONSTRUCCIÓN
Se las realiza con tiras de 2cm de ancho y con una
profundidad de ¼ del espesor de la pared, estas pueden
ser de madera, metal, plástico o goma.
Después de remover la tira, las ranuras deben ser selladas
con un relleno de juntas de buena calidad.

36. Espaciamiento Entre Juntas
La separación entre estas juntas será de 8 a 12 m . No obstante,
dependiendo de la altura del muro se recomienda la disposición que se
indica en la tabla siguiente:

37. Fisuración Excesiva
Se presenta en todas las zonas
de tracción, y se trata de una
fisuración especialmente
grave si su ancho es excesivo
TIPOS DE FALLAS EN MUROS DE SÓTANO

38. • Rotura por cortante
Puede presentarse en el
alzado, la puntera, el talón
o el tacón.
• Rotura por rasante
La sección peligrosa suele
ser la de arranque del
alzado, AB, que es una junta
de hormigonado obligada,
en zona de máximo
momento flector y de
máximo esfuerzo cortante.

39. Grietas Estructurales
En los sótanos estas grietas ocurren
durante el relleno de los bordes
exteriores, particularmente cuando
equipos pesados se ubican muy cerca
de las paredes
•Daños y defectos en muros de sótanos en edificios