Capacidad de Carga de Losas de Cimentacion

 

CAPACIDAD DE CARGA DE LOSAS DE CIMENTACION ECUACION GENERAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA:  CARGA:   Las ecuaciones de capacidad de carga ultima presentadas en las ecuaciones (3.3), (3.7) y (3.8) son únicamente para cimentaciones continuas, cuadradas y circulares. Estas no se aplican al caso de cimentaciones rectangulares (0 < B/L < 1). Además, las ecuaciones no toman en cuenta la resistencia cortante a lo largo de la superficie de falla en el suelo arriba del nivel de desplante de la cimentación (porción de la superficie de falla marcada como GI y HJ en la figura 3.5). Además, la carga sobre la cimentación puede estar inclinada. Para tomar en cuenta todas estas deficiencias, Meyerhof (1963) sugirió la siguiente forma de ecuación general de capacidad de carga:

Las ecuaciones para determinar los diversos factores dados en la ecuación, se describen brevemente en las siguientes secciones. Observe que la ecuación original para la capacidad de carga ultima se derivó únicamente para el caso del estado plano de deformación (es decir, para cimentaciones corridas). Los factores de forma, profundidad e inclinación de carga son factores empíricos basados en datos experimentales. Factores de la capacidad de carga Con base en estudios de laboratorio y campo sobre capacidad de carga, la naturaleza básica de la superficie de falla en suelos sugerida Terzaghi parece ahora ser correcta (Vesic, 1973). Sin embargo, el ángulo α como se muestra en la figura 3.5 es más cercano a 45 + Φ’/2 que a Φ’. Si se acepta el cambio, los valores de N c, Nq y Ny para un angulo de friccion del suelo cambiara también respecto a los proporcionados en la tabla 3.1. Con α = 45 + Φ’ /2, puede demostrarse que

 

  La ecuación para Nc, dada por la ecuación (3.23) fue originalmente obtenida por Prantdl (1921) , y la relación para Nq fue presentada por Reissner (1924). Caquot y Kerisel (1953) y Vesic (1973) dieron la relación para Ny , como

La tabla 3.4 muestra la variación de los factores de capacidad de carga anteriores con los ángulos de fricción del suelo. Factores de Forma Las ecuaciones para los factores de forma Fcs, Fqs y Fys fueron recomendadas por De Beer (1970) y son

Estos factores de forma son relaciones empíricas basadas en numerosas pruebas de laboratorio.

 

Factores de profundidad Hansen profundidad Hansen (1970) propuso las siguientes ecuaciones para los factores de profundidad:

Las ecuaciones 3.28 y 3.29 son válidas D f //B B ≤  1. Para una relación de profundidad de desplante al ancho de la cimentación mayor que la unidad (Df/B > 1), las ecuaciones tienen que modificarse a

Respectivamente. El factor tan-1 (Df/B) está en radianes en las ecuaciones 3.31 y 3.32. Factores de inclinación  inclinación  Meyerhof (1963) y Hanna y Meyerhof (1981) sugirieron los siguientes factores de inclinación para usarse en la ecuación general de capacidad de carga.

 Aquí, β = inclinación de la carga carga sobre la la cimentación cimentación respecto respecto a la vertical. vertical. 

 

 

 

CAPACIDAD DE CARGA DE LOSAS DE CIMENTACION  CIMENTACION   La capacidad de carga bruta ultima de una losa de cimentación se determina con la misma ecuación usada para cimentaciones superficiales

(El capítulo 3 da los valores apropiados de los factores de capacidad de carga, de forma, de profundidad y de inclinación de carga.) El termino B en la ecuación 3.21 es la dimensión más pequeña de la losa. La capacidad neta última de una losa de cimentación es

Debe usarse un factor de seguridad para calcular la capacidad de carga neta admisible. Para losas sobre arcilla, el factor de seguridad no debe ser menor que 3 bajo carga muerta y carga viva máxima. Sin embargo, bajo las condiciones más extremas, el factor de seguridad debe ser por lo menos entre 1.75 y 2. Para losas construidas sobre arena deben usarse normalmente un factor de seguridad de 3. Bajo la mayoría de las condiciones de trabajo, el factor de seguridad contra falla por capacidad de carga en losas sobre arena es muy grande. Para arcillas saturadas con ϕ = 0 y condición de carga vertical, la ecuación (3.21) da

La sustitución de los anteriores factores de forma y profundidad en la ecuación (6.8) da

 

Por consiguiente, la capacidad de carga neta última es

Para FS = 3, la capacidad de carga neta admisible del suelo es entonces

La capacidad de carga neta admisible para losas de cimentación construidas sobre depósitos de suelo granular se determina adecuadamente a partir de los números de resistencia por penetración estándar. De la ecuación (5.79), para cimentaciones superficiales,

Cuando el ancho B es grande, la ecuación anterior puede aproximarse (suponiendo que 3.28B + 1 ~ 3.28B) como

En unidades inglesas, la ecuación (6.12) se expresa como

 

  Observe la ecuación 6.13 pudo haberse obtenido de las ecuación 5.80 y 5.82. Observese además que las ecuaciones originales 5.79 y 5.82 fueron para un asentamiento de 25 mm (1 pulg) con un asentamiento diferencial de aproximadamente 19 mm (0.75 pulg). Sin embargo, los anchos de las losas de cimentación son mayores que los de zapatas aisladas. Como lo muestra la tabla 5.3 , la profundidad del incremento significativo del esfuerzo en el suelo debajo de una cimentación depende del ancho de esta. Por consiguiente, para una losa de cimentación, la profundidad de la zona de influencia debe ser mucho mayor que para una zapata. Las zonas de suelo suelto bajo una losa pueden entonces distribuirse mas uniformemente, lo que conduce a un asentamiento diferencial mas pequeño. La hipótesis acostumbrada es por consiguiente que, para un asentamiento máximo de 50 mm (2 pulg) en una losa, el asentamiento diferencial será de 19 mm (0.75 pulg). Usando esta lógica y suponiendo conservadoramente que Fd = 1, se pueden aproximar a las ecuaciones 6.12 y 6.13, respectivamente con

La presión neta aplicada sobre una cimetnacion (véase la figura 6.6) puede expresarse como

En todos los casos, q debe ser menor o igual a q neta(adm).