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 Fundación Aislada

Rodrigo Torres Aguirre

Para el cálculo de las fundaciones, se tomará el mismo pilar calculado anteriormente para el traspaso de la carga a la fundación, que será la misma para todos los pilares. De todas formas, se debe verificar que la fundación soporte todas las combinaciones posibles. Para reducir el proceso de cálculo, la fundación será armada considerando 1 sola combinación de carga (la que da una mayor tensión promedio del suelo), la cual es 1.2D+1.6Lr. Esta combinación también fue elegida por presentar la mayor carga axial a la fundación, con la cual se puede verificar de forma definitiva la altura de la fundación, lo que se verá más adelante. Se asumirá una fundación aislada para cada pilar, y se verá su comportamiento para ver si es necesario unirlas con vigas de fundaciones, calcular fundaciones combinadas en vez de aisladas. P M3

0.80

2.00

V2

L

Para iniciar el cálculo, se asumirá una altura de fundación de 0.8m y que la fundación es cuadrada ya que el pilar es de esta forma en plana. Entre los datos que se deben tener son: [

]

[

] (Este valor es para suelos con poca resistencia, lo que es más

desfavorable para la estructura). (Peso específico del suelo en el que se apoya la fundación) (Peso específico del hormigón armado) (Resistencia específica a la compresión del hormigón) (Tensión de fluencia del acero A44-28H).

Dimensionamiento de una fundación aislada Para dimensionar la fundación, necesitamos las cargas aplicadas sin mayorar, y estas son las que se presentan a continuación.

Para la carga muerta se tiene la carga P, V2 y M3 (la carga V3 y M2 se aplican en el otro sentido, y son de valor demasiado bajo para ser consideradas). Estas tablas se obtienen haciendo correr la estructura y pinchando en cualquier barra con la opción Display-> Show forcé/Stresses -> Frame/Cables.

Se muestra una table resumen en la que se puestran todas las cargas individuales de al barra 310, que es la que analizaremos. En la tabla se muestras las cargas más relevantes en la barra, ya que en un sentido puede que tenga la mayores tensiones que en el su otro sentido ortogonal.

Carga Axial

Corte

Momento

Con estas cargas se debe buscar una combinación tal de que arroje la mayor excentricidad para poder dimensionar la fundación, puesto que define el porcentaje de compresión junto con el largo cuando la acción es en una dirección. Ahora se muestra una tabla de resumen con las distintas combinaciones posibles.

En dirección Y En dirección X D+Lr D+Lr+Wy D+Lr+Wx D+Ex D+Wx D+Ey D+Wy D+Lr+Wx D+Wx D+Ex P= -40403 -32515 -31450 -22563 -13519 -22614 -14584 -31450 -13519 -22563 M= 6011,2 13099 -16296 -19541 -16852 30849 9174,6 3917,1 -7,2 2377,6 e= 0,149 0,403 0,518 0,866 1,247 1,364 0,629 0,125 0,001 0,105 L >= 0,9 2,4 3,1 5,2 7,5 8,2 3,8 0,7 0,0 0,6 B= 5,9 L= 5,9 Sigma Max= 1336 1317 1380 1219 897 1611 687 1018 389 718 Sigma Adm= 15840 15840 15840 15840 15840 15840 15840 15840 15840 15840 Smax= cumple %Comp. min?

cumple

cumple cumple cumple cumple cumple

cumple

cumple cumple

Se puede ver que la combinación D+Ey es la que presenta menor compresión, pero que cumple con la compresión mínima de 80% de compresión. La distancia L que se desea encontrar (que es igual a la de B), será la que va en sentido al eje global Y, y la dimensión B es la correspondiente al eje X. El procedimiento para encontrar los valores anteriores es el siguiente: La fórmula de Navier es la que se debe aplicar, y esta es | | Para que se pueda aplicar esta fórmula la excentricidad debe estar dentro del núcleo central de presión de la fundación. Lo que indicaría que la fundación esta 100% en compresión, y para que ocurra

.

Se debe cumplir que | | Donde : Es la Capacidad última del suelo, y se obtiene por la fórmula de Terzaghi o Meyerholf. { (el signo – indica que es una carga de compresión)



2.00



0.80

P e

L

Por lo tanto, la fundación debe tener un largo de 8,2m para que esté 100% en compresión y se pueda utilizar Navier. Es posible dimensionar la fundación sin que esté 100% en compresión, mediante la fórmula de la Ley del triángulo, la cual es: Para poder utilizar esta fórmula se requiere que la excentricidad actúe en 1 sola dirección. No es aplicable para una excentricidad que no esta en dirección de B o L, y si es así se debe utilizar los Ábacos que se pueden obtener del Braja Das. (

Para obtener el % de compresión está la siguiente fórmula,

)

Se debe tener en cuenta que el % de compresión mínima para caso sísmico es de un 80% y para casos de carga estática y de viento un 70%. No es posible dimensionar una fundación con menor %, pues se debe asegurar la estabilidad. Como una fundación de 8,2 m es muy grande y se quiere una fundación con menos del 100% de compresión. Se utilizará una dimensión de 5,9m de largo, lo que arroja un porcentaje de compresión de 80,6% lo que cumple con el mínimo de 80% para caso sísmico. (

)

(

)

Ahora veremos si cumple con la tensión admisible del suelo, por medio de la ley del triángulo, considerando que para simplificar los cálculos la fundación será cuadrada, que cumple son creces la longitud mínima para obtener 100% en la dirección x.

Ahora se debe comparar con el , pero se debe considerar el peso de la fundación y el relleno que está por encima de este. Si se considera, se debe restar como presiones al para obtener un , o sumarlo a la carga P (lo que no es posible porque no se tiene las dimensiones de la fundación). [ Lo que al compararlo con [

]

[

]

, el suelo resiste la solicitación. ] Cumple!

Por lo que la fundación debería tener 5,9x5,9x0,8m. Es posible bajar la dimensión del largo no fuertemente solicitado para bajar los costos de la fundación. Al tener una dimensión de 5,9, la fundación clasifica como fundación superficial ya que cumple con el requisito de Df