Capitulo 5 Analisis de La Cimentacion Parte 2

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

CAPÍTULO 5

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

En el Capítulo 1 se inició con el estuio e las ci!entaciones" toas las est#uctu#as pa#a ci!enta# est$n %o#!aas po#  siste!as est#uctu#ales est#uctu#ales &ue cu!plen con el co!po#ta!iento !ec$nico e los ele!entos estuiaos en la #esistencia e !ate#iales co!o lo son las losas" cont#at#a'es" !u#os" pilas ( pilotes los cuales esta#$n su)etas a los e%ectos e %le*ión" to#sión" co#tante ( %ue#+a a*ial" po# lo tanto" las teo#ías pa#a anali+a# est#uctu#as e conc#eto se ,uel,en a e!plea# en -ste tipo e est#uctu#as. Pa#ticula#!ente se anali+a#$n las ci!entaciones %o#!aas po# losas ( cont#at#a'es" en este caso pa#a el ei%icio en estuio se anali+a#$n los lla!aos ca)ones e ci!entación constituios po# una losa 'ase" una #etícula e cont#at#a'es ( una losa &ue si#,a co!o tapa. En el estuio e placas e ci!entación se p#esenta la necesia e #e%o#+a# las %#an)as e e)es e colu!nas" co!o si estas %ue#an ,i/as conse#,ano el pe#alte e la losa. Si las ca#/as au!enta#an e ,alo#" se#ia necesa#io inc#e!enta# el  pe#alte e las ,i/as planas" #esultano ,i/as pe#altaas o cont#at#a'es" cont#at#a'es" en ocasiones se les conoce a este tipo e ci!entación co!o 0placas e ci!entación ne#,u#aas o 0#etículas e ci!entación. Estas #etículas e ci!entación se pueen %o#!a# con +apatas co##ias en a!'as i#ecciones o 'ien con una losa e  'ase ( cont#at#a'es &ue li/an las colu!nas. Al/unas ,a#iantes e este tipo e ci!entación se !uest#an en la %i/u#a 5.1.

ETÍCULAS DE CIMENTACIN CON 6APATAS CO44IDAS 7 CON LOSA 8ASE 7 CONT4AT4A8ES 4ESPECTI9AMENTE 2I3U4A 5.1 4 ETÍCULAS

5.1

M:TODOS DE A NÁLISIS DE LA CIMENTACIN

Los !-toos e an$lisis pa#a este tipo e ci!entaciones pueen se# !-toos p#$cticos" (a e poco uso ( !-toos e inte#acción suelo est#uctu#a en one el !-too el ele!ento %inito es la 'ase teó#ica. En el ei%icio e e)e!plo se utili+a#$ -ste ;lti!o !-too e'io a &ue p#esenta !a(o# e*actitu en los #esultaos co!pa#ao con los !-toos ap#o*i!aos. Pa#a esto se usa#$ el p#o/#a!a e co!putao#a STAAD STAAD P#o. Este p#o/#a!a e co!putao#a o%#ece" 'asao en el !-too el ele!ento %inito" #esultaos e toos los es%ue#+os e*istentes en la est#uctu#a en estuio" los cuales se pueen ap#ecia# e !ane#a /#$%ica pa#a una !e)o# inte#p#etación inte#p#etación ( enteni!iento e los es%ue#+os e*istentes en la est#uctu#a ( si así se esea" ta!'i-n o%#ece la posi'ilia e o'se#,a# 

1" lo cual pa#a el an$lisis e la ci!entación i!plica un p#ocei!iento &ue se 'asa en la suposición e una #elación lineal es%ue#+o  e%o#!ación el suelo ( &ue po# eso se p#estan a o'tene# soluciones analíticas ce##aas. Esto es sustitui# el suelo po# una ca!a e #eso#tes" caa uno e los cuales act;a inepeniente!ente e los e!$s. Este tipo e !oelo %ue p#opuesto en el si/lo BIB po# inle# ,e# %i/u#a 5.>F. Se/;n este !oelo" la p#esión con &ue #eacciona el suelo ante la ca#/a t#ans!itia po# la ci!entación es p#opo#cional al ?uni!iento &ue -sta p#esenta en el punto en cuestión. A la constante e p#opo#cionalia se le lla!a módulo de reacción" o ta!'i-n coe%iciente e  'alasto" no!'#e &ue se e'e a &ue las p#i!e#as aplicaciones e este !oelo se ?icie#on pa#a el an$lisis e ,ías ( u#!ientes e %e##oca##il apo(aos en %o#!a continua so'#e un 'alasto e /#a,a. Esta'leci-nose po# tanto la #elaciónG  p  k  s  y En oneG  p es la p#esión ca#/a po# unia e $#eaF e)e#cia po# la ci!entación.  y es el asenta!iento en el punto consie#ao. k  s es el !óulo e #eacción &ue" po# ?o!o/eneia e'e tene# uniaes e %ue#+a ent#e lon/itu al cu'o H/c!JF. La ?ipótesis es e&ui,alente a supone# &ue la ci!entación %lota so'#e un li&uio cu(o peso ,olu!-t#ico es i/ual al !óulo e #eacción" po# ello los !oelos e este tipo suelen lla!a#se e 0,i/a %lotante.

q" le( e ca#/as

2I3U4A 5.>

MODELO DE CIMENTACIN  7 SUELO

El !óulo e #eacción se suele ete#!ina# !eiante una p#ue'a e placa plana en &ue se so!ete a ca#/a una placa cua#aa e un pie e lao" colocaa so'#e el est#ato e suelo en estuio ( se ete#!ina la #elación es%ue#+o   e%o#!ación" &ue #esulta /ene#al!ente no lineal. Pa#a el ni,el !eio e p#esiones a las &ue se p#e,- ,a a esta# su)eta la ci!entación" se ete#!ina una #i/ie+ secante a la cual se to!a co!o !óulo e #eacción unita#io pa#a un $#ea

15K



1.>5EKkg S cm>    K.NRKton I cm

>

15K



1.>5E<  5 m  1>cm

Sie!p#e ( cuanoG   fy  L>KKkg  I cm

>

  fs  K.5>Kkg S cm >   

  

W u  A 



K.NRKton I cm >

NRKN.L< T 1RP L  1.K! !  1 c!.  15Kc!. Co!o

! b



> " entonces b 

15K  5cm. >

Pa#a T#a'e 3 L  15.Kc!. Co!o

! 1>K  " entonces b  > b

Utili+ano la ecuación e!pí#ica !encionaa en el Capitulo >.>.1" se tiene &ueG Pa#a T#a'e > L  1.K !. !  K.KRL  K.KR 1Kc!F  155c!. b

! >



155 >

 MM.5K  RKcm.

Pa#a T#a'e 3 L  15.



1>5 >

 .5K  KKF" los cuales sonG b  >5cm RKc!V>5c!. 1N b RKcm

1K TESIS

A NÁLISIS DE EDI2ICIOS A BASE DE MA4COS R Í3IDOS DE CONC4ETO R E2O46ADO E N ZONAS SÍSMICAS

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

 L  NKb

1.K!W K*K.RK!F>.KK!.

(

15..KK!.

 L  d 

1.K!V *1.5K kg I cm >  11Kkg I cm >

>

Pa#a caa $#ea p#opo#cional el suelo so'#e la cual se supone el ci!iento t#as%e#i#$ una ca#/a concent#aa en un  punto especí%ico" se ete#!ina#$ el ,alo# e #eacción en con)unto e toa esa $#ea con la %ó#!ulaG k    Ak  s 4eali+ano el ,alo# &ue ten#$ k  po# unia e $#ea 1!YF se tieneG k  

1KKcm%1KKcm 1mY

 %1.11

5

L"R

L"R

5.1K!Y

R.1N.MN.M>.5>.5>.5>.5   "         N

15..5>E5

>.5> E5

1.5ME5

1.KPE5

1.MLE5

1.ML E5

1.KPE5

I A#eas t#i'uta#ias po# colu!na.

9alo#es e ')kg*cm+ isc#eti+aos

CIMENTACIN  E N 2UNCIN DEL Á4EA DE SUELO CA43ADA

1> TESIS

A NÁLISIS DE EDI2ICIOS A BASE DE MA4COS R Í3IDOS DE CONC4ETO R E2O46ADO E N ZONAS SÍSMICAS

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

Po# e)e!plo" pa#a el $#ea e .5!YG  'g      L 5  'g  k   1.11F" 1(F" 1(F" 1(5F\. Estas co!'inaciones e ca#/as se inica#$n co!o conicion e ca#/a

1 TESIS

A NÁLISIS DE EDI2ICIOS A BASE DE MA4COS R Í3IDOS DE CONC4ETO R E2O46ADO E N ZONAS SÍSMICAS

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

2I3U4A  5. 9 ALO4ES DE CA43AS ABIALES 7 MOMENTOS EN LA CIMENTACIN CON LA CONDICIN DE CA43A < COM8INACIN DE 1 7 >F

Una ,e+ #eali+ao el an$lisis" el p#o/#a!a e co!putao#a !uest#a co!o #esultao los si/uientes es&ue!as e es%ue#+os pa#a la conición e ca#/a     K.M> m > M>KKcm >  >   1KKKKcm   ,   K.M>m

Ecuación pa#a ete#!ina# co#tantes ton.F

>

 

En el caso e los !o!entos %le*ionantes" la %o#!ula &ue se utili+a#$ es la e las %ue#+as no#!ales &ue act;an so'#e la sección t#ans,e#sal e la ,i/a #ectan/ula#. En caso cont#a#io a la %ue#+a co#tante" los !o!entos %le*ionantes son !a(o#es a !eia &ue los es%ue#+os no#!ales se ale)an el e)e neut#o" po# tal #a+ón se ten#$n !o!entos i/uales a ce#o en el e)e neut#o e la sección t#ans,e#sal cuano  y1   K  ( !o!entos !$*i!os cuano  y  

! >

2o#!ula e es%ue#+os no#!ales en una ,i/a e sección t#ans,e#sal #ectan/ula#G   



 .y  I 

De óneG   Es%ue#+o no#!al con la no!enclatu#a en STAAD 03LO8AL MOMENT.F  .   Mo!ento %le*ionante.  y  Distancia a la &ue se esea conoce# " !eia a pa#ti# el e)e neut#o e la ,i/a.  I   Mo!ento e ine#cia e la sección t#ans,e#sal e la ,i/a.

 y 

!



>

1RK >

 PKcm  K.PKm

 I   K.>P1

Cent#o e la cont#at#a'e V = 188.14ton. V = 15.87ton.   >>.K5   >R M = 55.93ton-m. M = 62.95ton-m.   1>.<   1>.R 3#$%ica!ente se inte#p#etan los ,alo#es e la ta'la ante#io# e la si/uiente %o#!aG

E)e  V = -193.17to n. M = 4.04ton-m.

1RK TESIS

A NÁLISIS DE EDI2ICIOS A BASE DE MA4COS R Í3IDOS DE CONC4ETO R E2O46ADO E N ZONAS SÍSMICAS

A NÁLISIS DE CIMENTACIONES

Cont#at#a'e E

                K                 R    .                 1



N

LI>

Acotaciones en !et#os

1RR.1

9 tonF

L.8.9

T1PN.1 55.PN

.P5 .K

M tonT!F

L.8.M

Este p#ocei!iento se #epite pa#a caa cont#at#a'e &ue e*iste en la ci!entación" lo cual co!o puee o'se#,a#se si/ni%ica un a?o##o si/ni%icati,o e tie!po in,e#tio en el an$lisis e la ci!entación.

1R1 TESIS

A NÁLISIS DE EDI2ICIOS A BASE DE MA4COS R Í3IDOS DE CONC4ETO R E2O46ADO E N ZONAS SÍSMICAS