Silos Transcona y Fargo.docx

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL “E SCIENTIA HOMINIS SALUS” 

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL INGENIERÍA CIVIL

GEOTECNIA Y CIMENTACIONES CONSULTA

TEMA: Silos Transcona y Fargo

NOMBRE: Jessica Vásquez

FECHA: 2014-10-16

SILO DE CONCRETO ARMADO PARA ALMACENAMIENTO DE CEREALES EN TRANSCONA, CANADÁ 1913 El primer elevador de granos fue inventado en Buffalo, Nueva York por Joseph Dart. Fue utilizado como un espacio de almacenamiento para granos y recibió el nombre de "ascensor", ya que fue diseñado para tomar el grano fuera de los buques y mover el grano en recipientes de almacenamiento elevados hasta que fue estaba listo para ser transportado o blanqueado más. El grano puede mantenerse fresco y seco si se eleva y esta construcción también impidió que las plagas entren en los depósitos de almacenamiento. Como muchas ciudades durante el siglo XX, Transcona existía debido al ferrocarril que corría a través de él. Esto llevó a muchas personas a la zona. (Ver imagen 2) El nombre Transcona debe su nombre a una combinación de "transcontinental" y "Strathcona". Strathcona era conmemorar Señor Strathcona que estaba muy involucrado en la construcción de la Canadian Pacific Railway que pasó por Transcona. Debido Transcona era un centro de transporte, tendría sentido para localizar un elevador de granos allí. 1911 marcó el inicio de la construcción de un elevador de granos en Transcona.

La estructura estaba hecha de una casa de trabajo y una casa de almacenamiento para el grano. 3 El silo tenía en planta 23,50 m * 59 m y una capacidad de 35,240 m . Constaba de 65 celdas circulares y 48 interceldas romboides. La cimentación estaba construida en una fundación balsa de hormigón armado de 60 cm de espesor y el suelo debajo de ella cons y situado en la cota  – 4,20istía en arcilla azul tiesa que es muy abundante en la región del valle del río Rojo. La base de hormigón fue de 2 metros de espesor, con las zapatas de alcanzar una profundidad de 12 metros por debajo de grado. Se llevaron a cabo varias pruebas antes de la construcción del elevador de grano comenzó a asegurarse de que el suelo podría soportar la carga del elevador de grano lleno hasta la capacidad máxima. Las pruebas mostraron que el suelo debe ser capaz de manejar una presión de cuatro y cincuenta y seis toneladas por pie cuadrado. El elevador de granos diseñado llenó por completo sería sólo soportar la presión de 3,3 toneladas por metro cuadrado, para que la tierra no tendría ningún problema de mantenimiento de presión del elevador de grano lleno. Sin embargo, la carga real construida del silo fue de 20.000 toneladas que representaba el 42,5% del peso total de la instalación cargada, que cuando se calcula es de más de 3.3 toneladas por pie cuadrado. La construcción del elevador de grano Transcona terminó en septiembre de 1913. Causas del Fracaso El primer indicio de que algo no marchaba bien se presentó en la primavera de 1913, durante el deshielo, después de un no muy duro y en el que había nevado mucho.

La arcilla debajo de un terraplén ferroviario de piedra contiguo a los silos se hundió aproximadamente un metro y levantó el terreno de alrededor en forma de ondas. El hundimiento se reparó hincando centenares de pilotes de madera de 18 m de longitud a través del terraplén de piedra. Se inició el llenado con grano el mes de septiembre de 1913, efectuándose de forma uniforme. En 3 octubre, cuando el silo contenía 31500 m  y la presión sobre el terreno era del 94% de la presión de proyecto, se produjo un brusco asentamiento vertical que al cabo de una hora, dicho asentamiento era ya de 30 cm. La estructura empezó a inclinarse hacia el oeste ya las 24 horas formaba un ángulo de 28º 33’ con la vertical, quedando el costado oeste a la cota - 13,50 y el costado este a la cota – 3,38 En el momento de iniciarse el asiento, la carga uniformemente distribuida sobre el terreno era de 2 2 2,82 kg/cm , pero hay que descontar 0,65 kg/cm debido a la profundidad de las excavaciones; la 2 presión real sobre el terreno era de 2,17 kg/cm . La estructura inclinada actuaba como monolítica y manifestaba solamente unas grietas superficiales. El silo fue recimentado y mediante gatos colocados sobre nuevas pilas apoyadas sobre la r oca que se encontraba a la cota  – 12,15. Las obras de reparación fueron ejecutadas mediante galerías por debajo del sótano del silo. La instalación se puso nuevamente en marcha el año 1916. El año 1952 la división de Building Research de la Canadian National Research Council de la Universidad de Manitoba y el profesor R. B. Peck efectuaron erdoraciones a unos 18m del silo, determinaron contenido de humedad en %, distribución del tamaño de las partículas en %, 2 resistencia libre en kg/cm .

La presión ejercida sobre el suelo debajo del ascensor causó el fracaso. Arcilla, limo y depósitos glaciales se sientan debajo de la estructura. Las arcillas eran del tipo estratificado, lo que significa que los bolsillos de limo sentados entre hojas delgadas de arcilla real. Los actuales tipos de arcilla carecen de la resistencia a compresión simple de otros tipos de suelo. La fundación presiona a la baja con una fuerza de 3,06 TSF (toneladas por pie cuadrado), mientras que la arcilla debajo de ella sólo podía apoyar aproximadamente 1,13 TSF sobre la base de muestras. Cálculos de resistencia de suelos realizados en el momento de la construcción aproximados que debe ser capaz de soportar cargas de 4 a 5 TSF. Sobre la base de estos cálculos, el peso del elevador de granos fue bien dentro del rango aceptable. Errores básicos en los cálculos de resistencia de suelo fueron la causa de este fracaso. Poco después de que se detuvo, el ascensor se enderezó con enchufes y un elaborado sistema de muelles. Se había inclinado sobre y sin incurrir en ningún tipo de daño, y como resultado, era estructuralmente seguro después de ser empujado hacia atrás para arriba a pesar de que estaba sentado 14 pies por debajo del grado. La arcilla azul rígido del Valle del Río Rojo ha sido responsable de varias otras fallas estructurales uno de los cuales era el elevador de grano Fargo en 1955 La debilidad de estos fracasos se debe a una cantidad agobiante de presión sobre el suelo que no puede mantener la estructura. El suelo da entonces forma y esencialmente se traga las estructuras en el suelo.

Lecciones aprendidas de este fracaso Incidentes como el fracaso de la capacidad portante del elevador de grano Transcona son misteriosos en la naturaleza, pero sí permiten teorías geotécnicas a ensayar. Décadas después de que el fallo real surgió una teoría entre los teóricos geotécnicos que la fricción interna de arcilla saturada es igual a cero. Esta teoría había estado circulando desde la década de 1920 y se hicieron muchos avances para su prueba, pero no hubo fallas reales utilizados en las pruebas de esta teoría hasta que Robert Peck en el 1943 utilizó los datos recogidos de la tierra antes y después de este fracaso y por medio de una serie de ecuaciones de Terzaghi acerca de la capacidad de carga última se desarrolló en la década de 1930 para demostrar que esta teoría era realmente cierto. La prueba de esta teoría permite una variedad de nuevas hipótesis y teorías que hacerse acerca de las formas complicadas en la que el suelo se mueve. Más pruebas de suelo precisas y cálculos podrían haber evitado el fracaso de la Transcona Ascensor. Los avances en la tecnología desde 1913 han permitido estudios más precisos. Sin embargo, la verdadera masa máxima que el suelo puede retener es difícil predecir con exactitud. El número real a menudo no se conoce hasta que el edificio en realidad se derrumba. Los informes que documentan el fracaso del ascensor han ayudado a los ingenieros en los edificios desde su colapso.

SILO DE CONCRETO ARMADO PARA ALMACENAMIENTO DE CEREALES EN FARGO DAKOTA DEL NORTE, U.S.A, 1955

El elevador de grano Fargo fue construido durante el verano y el otoño de 1954, a dos millas al oeste de Fargo, Dakota del Norte. Ese otoño y el invierno sólo había una pequeña cantidad de granos almacenados en el ascensor. En abril de 1955 la mayor parte del relleno comenzó. El colapso y la destrucción total del ascensor ocurrieron en la madrugada del 12 de junio 1955. El elevador de grano Fargo consiste en 20 celdas circulares de 5,80 m de diámetro y 36,40m de altura y 26 contenedores intersticiales más pequeños todos de hormigón armado, y con una superficie en planta de de 66 m * 15,90 m. Debido a la baja calidad portante del terreno, se proyectó una cimentación a base de una pantalla de pilotes, formando un cajón alrededor del área y coronado por una losa de hormigón armado de 75 cm. El silo se puso en marcha en 1954, a medida que se llenaba, se observaron pequeños asentamientos pero no lo suficientemente importantes como para preocupar a la propiedad. Estos asentamientos se fueron corrigiendo transvasando el grano de una celda a otra. Causas del fracaso En la media noche del 12 de junio de 1955 y cuando aún no se cumplía el año de su puesta en funcionamiento el silo se derrumbó hacia el norte. Llenar el ascensor comenzó a principios de mayo y de manera constante se mantuvo hasta el colapso a una velocidad de aproximadamente 1 MPa en diez días. Antes del colapso, el ascensor sufrido de establecimiento significativo . También hubo un tirón de tierra de 6 pies en el lado sur del ascensor. La presión media neta sobre el fundamento en el momento de la caída fue de 4,75 MPa. A pesar de la lectura extraordinariamente alto asentamiento nadie tomó una mirada más cercana a los datos de carga y de liquidación. Si se había analizado una parcela de carga frente a la liquidación del inminente colapso habría sido descaradamente obvio y descargar el ascensor habría evitado su desplome. El suelo área Fargo consiste en sedimentos glaciales del lago, arenas y arcillas a una profundidad de 150 pies. El suelo está estratificado lo que significa que se compone de capas de diferentes texturas de suelo. El fracaso aquí es sin lugar a dudas un fallo de capacidad de carga a escala completa y más específicamente un fallo de cizallamiento locales La causa del hundimiento es clara: la pantalla de pilotes que rodeaba el silo, fue incapaz de soportar los esfuerzos tangenciales producidos por las arcillas al ser sometidas a las cargas verticales a través de la base. El suelo sólo puede soportar un máximo de 4,11 MPa en base a ensayos de compresión no confinada mientras que la fundación presiona hacia abajo con una fuerza de 4,75 MPa. Con un factor mínimo aceptable de seguridad de 1,5 la presión de servicio máxima autorizada habría sido 2,74 MPa. Con base en las pruebas de compresión el peso del elevador de granos fue mucho más allá de lo que con seguridad podría ser apoyado por el suelo. Los errores en los cálculos de resistencia del suelo, así como suposiciones incorrectas sobre las características del suelo podría haber sido la razón por la resistencia a la compresión calculada del suelo era mucho más grande que la presión de trabajo permisible. Si se hubieran tomado antes de la construcción perforaciones el colapso podría haber sido evitada. Este colapso también se podría haber evitado si las lecturas de referencia de elevación se representaron frente a la carga.

Lecciones aprendidas de este fracaso Rodamiento fallos de capacidad, como el elevador de grano Fargo y el elevador de grano Transcona dan una oportunidad para que las teorías geotécnicos para ser verificados. El elevador de grano Transcona sufrió los mismos problemas que el Fargo se e hizo posible para los teóricos de la década de 1950 verificar el concepto de fricción interna cero para arcillas saturadas. Este concepto fue explorado por primera vez en la década de 1920, pero no tuvo ningún fallo para poner a prueba la teoría hasta que Robert Peck verificó la teoría en la década de 1940. Análisis de suelo de preconstrucción o cálculos más precisos podrían haber evitado el colapso Fargo. A pesar de los avances en la tecnología y las técnicas, la tensión máxima del suelo es todavía difícil de predecir. En resumen.

Bibliografía: [1] [web]Silo Transcona, http://failures.wikispaces.com/Transcona+Grain+Elevator [2] RAVENET Juan, Silos: Deformaciones fallas explosiones prevención de accidentes, Barcelona [3][web]Silo Fargo, http://failures.wikispaces.com/Fargo+Grain+Elevator [4]RAVENET Juan, Silos 1, Barcelona [5][web]http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/4137/TE SIS.pdf?sequence=1