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viernes, 12 de octubre de 2012

OBSERVACIONES DE ASENTAMIENTOS EN CAMPO PARA LOSAS DE CIMENTACIÓN.

Varias observaciones de asentamientos en campo de losas de cimentación deben consukarse en la literatura técnica. En esta sección se comparan los asentamientos observados de algunas losas de cimentación construidas sobre depósitos de suelo granular con los obtenidos con las ecuaciones (5.12) y (5.13).

Meyerhof (1965) compiló los asentamientos máximos observados en losas de cimentación construidas sobre arena y grava, los cuales se muestran en la tabla 5.1. En la ecuación (5.13), si el factor de profundidad, 1 + O.33(Df/B), se supone aproximadamente igual a 1,


La tabla 5.2 muestra una comparación cte los asentamientos máximos observados de la tabla 5.1 y los asentamientos obtenidos con la ecuación (5.19). Para los casos considerados, la razón de Se calculada / Se obsevada varía entre 084 y 3.6. El cálculo de la capacidad de carga neta admisible con la ecuación (5.12) o (5.13) dará un valor seguro y conservador.

TABLA 5.1  Asentamiento observado maximo en losas de cimentacion sobre arena y grava.


Stuart y Graham (1975) reportaron el caso del edificio del Instituto Ashby de la Universidad Queens en Belfast, Irlanda, cuya construcción comenzó en agosto de 1960. El edificio está soportado por una losa de cimentación de 180 pies (longitud) x 65 pies (ancho). La figura 5.5a muestra un diagrama esquemático de la sección transversal del edificio. La naturaleza del subsuelo junto con los valores de la resistencia por penetración estándar en campo al sur del edificio, se muestran en la figura 5.5b. La base de la losa se construyó aproximadamente 20 pies abajo de la superficie del terreno.

La variación del número de penetración estándar corregido con la profundidad se muestra en la tabla 5.3. Note que el valor Ncor promedio entre el fondo de la losa y una profundidad de 30 pies ( = B/2) es aproximadamente 17. Los ingenieros estimaron para la carga muerta y viva [ec. (5.16)] neta promedio al nivel de la losa de cimentación un valor de 3360 lb/pies2. De la ec. (5.13),


Sustituyendo los valores apropiados en la ecuación (5.20) se obtiene el asentamiento en el extremo sur del edificio: 


Su construcción se terminó en febrero de 1964. La figura 5.6 muestra la variación del asentamiento medio de la losa en el extremo sui: En 1972 (ocho años después de la terminación del edificio) el asentamiento medio era de 055 pulgadas. El asentamiento estimado de 0.72 puig es entonces aproximadamente 30% mayor que el real observado.

TABLA 5.2 Comparación de asentamientos observados y calculados




FIGURA 5.5 Edificio Ashby Institute de la Universidad Queens,
según Stuart y Graham (1975): (a) sección transversal del edificio; (b) condjcion del subsuelo en el
extremo sur


TABLA 5.3 Determinación de la resistencia estándar a penetración corregida

FIGURA 5.6 Asentamiento medio en el extremo sur de la losa de cimentación, según Stuart y Graham (1975)

lunes, 8 de octubre de 2012

ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES DE LOSAS PARA CIMENTACIONES.

El Comité 336 (1988) del American Concrete Institute sugirió el siguiente método para calcular el asentamiento diferencial de las losas de cimentación. De acuerdo con este método, el factor de rigidez (KY) se cacula como 



El término E'Ib espresar como


Con base en el valor de KY la razón (δ) del asentamiento diferencial al asentamiento total se estima de la siguiente manera:





jueves, 4 de octubre de 2012

TIPOS COMUNES DE LOSAS PARA CIMENTACIONES.

Varios tipos de losas para cimentaciones se usan actualmente. Algunos de los tipos más comunes se muestran esquemáticamente en la figura 5.2 e incluyen:

FIGURA 5.2 Tipos de losas de cimentación: (a) losa plana

1. Placa plana (figura 5.2a). La losa es de espesor uniforme.
2. Placa plana con mayor espesor bajo las columnas (figura 5.2b).
3. Vigas y losa (figura 5.2c). Las vigas corren en ambas direcciones y las columnas se localizan en la intersección de las vigas.
4. Losa con muros de sótano como parte de la placa (figura 5.2d). Los muros actúan como rigidizadores de la losa.

Las losas de cimentación en ocasiones son soportadas por pilotes, que ayudan a reducir el asentamiento de una estructura construida sobre suelo altamente compresible. Cuando el nivel freático es alto, las losas se colocan a menudo sobre pilotes para controlar la flotabilidad.

martes, 25 de septiembre de 2012

LOSAS PARA CIMENTACIONES: Introducción.



Las cimentaciones con losas son principalmente de tipo superficial y son uno de cuatro tipos principales de zapatas combinados (véase la figura 5.la). Se da a continuación un resumen breve de las zapatas combinadas y de los métodos para calcular sus dimensiones: 


FIG. 5.1 (a) Zapatas Combinadas.

viernes, 21 de septiembre de 2012

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA CIMENTACIONES CORRIDAS SOBRE TIERRA ARMADA.



A continuación se da el procedimiento, paso a paso, para el diseño de una cimentación corrida soportada por suelo granular reforzado con tiras metálicas:

1. Obtenga la carga total a soportarse por unidad de longitud de cimentación. Obtenga también las cantidades
a. Ángulo de fricción del suelo, ø
b. Ángulo de fricción suelo-tirante, øμ
c. Factor de seguridad contra falla por capacidad de carga
d. Factor de seguridad contra ruptura del tirante, FS(B)
e. Factor de seguridad contra zafadura del tirante, FS(P)
f. Resistencia a la ruptura de los tirantes de refuerzo, fy
g. Peso específico del suelo, γ
h. Módulo de elasticidad del suelo, Es
i. Relación de Poisson del suelo, μs
j. Asentamiento admisible de la cimentación, Se
k. Profundidad de la cimentación, Df

2. Suponga un ancho de cimentación, B, y también d y N. El valor de d debe ser menor que 2/3 B. 

También, la distancia del fondo de la cimentación a la capa más baja de refuerzo debe ser de aproximadamente 2B o menor. Calcule ΔH.

3. Suponga un valor de LDR.

4. Para el ancho B (paso 2) determine la capacidad última de carga, qu, para suelo sin refuerzo [ecuación (3.3); nota: c = O]. Determine qadm(1)
5. Calcule la carga admisible qadm(2) con base en el asentamiento tolerable, Se, suponiendo que el suelo no está reforzado (ec (4.32a)]:

(La carga admisible para un asentamiento dado, Se, también se determina con las ecuaciones que se refieren a las resistencias a la penetración estándar.)

6. Determine el menor de los dos valores de qadm obtenido de los pasos 4 y 5. El menor valor de qadm es igual a q0.

7. Calcule la magnitud de qR para la cimentación soportada por la tierra armada: 


8. Calcule la fuerza del tirante, T(N), en cada capa de refuerzo usando la ecuación (4.87) (nota: unidad de T(N) en kN/m de cimentación).

9. Calcule la resistencia por fricción de los tirantes en cada capa por longitud unitana de cimentación, FB, usando la ecuación (4.91). En cada capa, determine si FB / T(N) >=  FS(P). Si FB / T(N)  < FS(P), la longitud de las tiras de refuerzo para una capa debe incrementarse. Esto incrementará el valor de FB y de FS(P), por lo que la ecuación (4.91) debe reescribirse como


donde L = longitud requerida para obtener el valor deseado de FB

10. Use la ecuación (4.89) para obtener el espesor de tirante para cada capa. Alguna tolerancia debe considerarse para el efecto de la corrosión en el refuerzo durante la vida de la estructura
 
11. Si el diseño no es satisfactorio, repita los pasos 2 al 10.

martes, 18 de septiembre de 2012

CIMENTACIÓN CORRIDA: Localización de la superficie de falla.



La figura 4.37 muestra una condición idealizada para el desarrollo de la superficie de falla en el suelo para la condición mostrada en la figura 4.36c. Ésta consta de una zona central (zona 1) inmediatamente abajo de la cimentación, que se asienta junto con la cimentación al aplicarse la carga. A cada lado de la zona 1, el suelo es empujado hacia afuera y hacia arriba; esta es la zona II. Los puntos A’,A’’´, A’’’, que definen las líneas límite entre las zonas I y II, se obtienen considerando la distribución del esfuerzo cortante τxz en el suelo causada por la carga de la cimentación. El término τxz se refiere al esfuerzo cortante desarrollado a una profundidad z por debajo de la cimentación a una distancia x medida desde el centro de línea de la cimentación. Si se efectúa la integración de la ecuación de Bousinnesq, τxz queda dacia por la relación



FIGURA 4.37 Mecanismo de falta bajo una cimentación soportada por tierra armada [parte (b) según Binquet y Lee, 1975b]

La variación de τxz a cualquier profundidad z se muestra por las líneas interrumpidas en la figura 4.37a. Los puntos A‘ y B’ refieren a los puntos en que el valor de es máximo en z = z1. Similarmente, A” y B” se refieren a los puntos en que τxz es máximo en z = z2. Las distancias x =  X0 en que el valor máximo de τxz ocurre, toma una forma adimensional y se muestran en la figura 4.37b.

jueves, 13 de septiembre de 2012

CIMENTACIÓN CORRIDA SOBRE SUELO GRANULAR REFORZADO CON TIRAS METÁLICAS.



Modo de falla

La naturaleza de la falla por capacidad de carga de una cimentación superficial corrida que descansa sobre una masa de suelo compacta y homogénea, se mostró en la figura 3.la. En contraste, si se colocan capas de tiras de refuerzo o tirantes en el suelo bajo una cimentación superficial corrida, la naturaleza de la falla en la masa del suelo será como se muestra en la figura 4.36a, b y c.

El tipo de falla en la masa del suelo mostrada en la figura 4.36a ocurre generalmente cuando la primera capa de refuerzo se coloca a una profundidad, d, mayor que aproximadamente 3/2 B (B = ancho de la cimentación). Si los refuerzos en la primera capa son fuertes y están suficientemente concentrados, pueden actuar como una base rígida a una profundidad limitada. La capacidad de carga de cimentaciones en tales casos se evalúa por la teoría presentada por Mandel y Salencon (1972). Resultados experimentales de laboratorio para la capacidad de carga de cimentaciones superficiales que descansan sobre un estrato de arena con una base rígida a una profundidad limitada, también fueron proporcionados pór Meyerhof (1974), Pfeifle y Das (1979) y Das (1981).

El tipo de falla mostrado en la figura 4.36b ocurre si d/B es menor que aproximaclamente y el número de capas de refuerzo, N, es menor que 2/3 aproximadamente. En este tipo de falla tiene lugar la extracción de los tirantes de refuerzo.

El efecto más benéfico de la tierra reforzada se obtiene cuando d/B es menor que aproximadamente y el número de capas de refuerzo es mayor que 4 pero no mayor que 6 o 7. En este caso, la masa de suelo falla cuando los tirantes superiores se rompen (véase la figura 4.36c). 



Fig 4.36 Tres modos de falla por capacidad de carga en tierra armada.

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