Estimación numérica de los desplazamientos en muros pantalla utilizando el método de elementos finitos para la propuesta de diseño de un proyecto ubicado en el distrito de San Miguel – Lima

Abstract

La presente tesis consiste en estimar numéricamente los desplazamientos y deformaciones, los cuales fueron determinados mediante el método de equilibrio límite para determinar la estabilidad física de la excavación; también por el método numérico (elementos finitos) para los cálculos de las deformaciones y desplazamientos en la construcción de muros pantalla. Para la estimación numérica de los desplazamientos en muros pantalla en proyectos de sótano para edificaciones ubicadas en el conglomerado de Lima, se usó el sistema plano de deformaciones en la simulación numérica y el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb con los parámetros de análisis de suelos con perfil estratigráfico de densidades de grava suelta, promedio y densa. En la presente tesis se presentará la propuesta de diseño y también se estimará numéricamente los desplazamientos en muros pantalla utilizando el método de elementos finitos. Para la propuesta de diseño y análisis de desplazamientos laterales máximos del muro anclado se utilizó la normativa Federal Highway Administration (FHWA), donde se tiene una profundidad de excavación de 15 metros, asimismo se utilizarán 5 anclajes con una separación de 2.50 m entre cada anclaje consecutivo, los bulbos tienen dimensiones de 6 metros y una sobrecarga vertical distribuida de 30 kN/m representando a las cargas colindantes a la excavación. Finalmente, se evidenciará la viabilidad de nuestra propuesta de diseño, con los resultados siguientes: el factor de seguridad obtenido es de 1.594, que es menor a 1.5; el desplazamiento lateral máximo presentado en el muro pantalla es de 7.14 milímetros.

The present thesis consists of numerically estimating the displacements and deformations, which were determined by the limit equilibrium method to determine the physical stability of the excavation; also by the numerical method (finite elements) for the calculations of deformations and displacements in the construction of diaphragm walls. For the numerical estimation of displacements in diaphragm walls in basement projects for buildings located in the Lima conglomerate, the plane system of deformations was used in the numerical simulation and the Mohr-Coulomb constitutive model with the parameters of soil analysis with stratigraphic profile of loose, average and dense gravel densities. This thesis will present the design proposal and will also numerically estimate the displacements in diaphragm walls using the finite element method. For the design proposal and analysis of maximum lateral displacements of the anchored wall, the Federal Highway Administration (FHWA) regulations were used, where an excavation depth of 15 meters is used, as well as 5 anchors with a separation of 2.50 m between each consecutive anchor, the bulbs have dimensions of 6 meters and a distributed vertical overload of 30 KN for adjacent buildings. Finally, the feasibility of our design proposal will be evidenced with the following results: the safety factor obtained is 1.594, which is less than 1.5; the maximum lateral displacement presented in the diaphragm wall is 7.14 millimeters.