UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL MENCIÓN ESTRUCTURAS
DISEÑO DE LOSA DE FUNDACIÓN SOBRE LECHO ELÁSTICO CIMENTACIÓN PARA UNA BATERÍA DE SILOS DE ALMACENAMIENTO
AUTOR: Rafael Milan Alarcón Leytón FECHA DE DEFENSA: 17 de julio de 2007 DESCRIPTORES: Losa de fundación, lecho elástico, módulo de reacción de la subrasante, batería de silos de almacenamiento, interacción suelo estructura! ÁREA: "n#eniería ci$il %ise&o de estructuras No. DE PÁGINAS: '1( )á#inas RESUMEN *eneralmente, se han dedicado $arios estudios tanto al dise&o como a la construcción de la estructura misma de los silos, y se ha )restado muy )oca atención a la im)lementación de las fundaciones +ue sostienen dichas estructuras! %ebido a ello, en los ltimos a&os, se obser$ó #randes inclinaciones e incluso derrumbes de baterías com)letas de silos, +ue si#nificaron una #ran )-rdida económica y +ue )udieron incluso ocasionar serios da&os materiales y humanos! Resulta entonces im)erioso reali.ar un estudio detenido de las )robables confi#uraciones de las estructuras de fundación, +ue )odrían im)lementarse en los casos +ue nos interesen! /n el )resente )royecto se centrará el estudio en la fundación ti)o losa! %ebe tenerse en cuenta +ue la )royección de una losa de fundación no soluciona )or sí misma todo el )roblema sino +ue esta debe ser con$enientemente ideali.ada, es decir, el lecho de fundación debe ser )re$iamente definido con la mayor )recisión )osible! /s tambi-n necesario, reali.ar un estudio mucho mas )rofun )rofundo do del )erfil )erfil del suelo, suelo, lle#a lle#ando ndo a estrat estratos os del subsuelo subsuelo +ue nos )ermit )ermita a conoce conocerr el com)or com)ortam tamien iento to #enera #enerall del terren terreno o y así )oder )oder )ronos )ronostic ticar ar de mejor mejor manera manera la res)ue res)uesta sta y com)ortamiento del mismo a la acción de las car#as a las +ue será sometido!
/l )resente )royecto )ro)one el dise&o de un losa de fundación, +ue so)orte a toda la batería de silos y además además de ello ello )ermit )ermita a la o)eració o)eración n eficie eficiente nte de los sistema sistemas s de llenado llenado y $aciad $aciado o automáticos +ue se describen en el )royecto! ara este objeti$o se )resenta un m-todo +ue )retende simular el comportamieto e!"#tico es)erado del terreno de fundación a tra$-s de la modelació modelación n del es+uema es+uema estructur estructural al del mismo discreti. discreti.ado ado en so)ortes so)ortes elásticos elásticos de ri#ide. ri#ide. determinada )or el m$%&!o %e reacci$ %e !a #&'ra#ate y a)licados a elementos ti)o )laca +ue forman forman el cuer)o cuer)o mismo mismo de la losa losa de fundac fundación ión,, cuyo cuyo com)or com)ortam tamie iento nto será será )oster )osterior iormen mente te anali.ado con elementos finitos! i bien el m-todo centra su a)licación en una losa de fundación, el mismo )odrá ser a)licado en .a)atas corridas o combinadas +ue cum)lan con los re+uisitos +ue se describen a lo lar#o del desarrollo del tema! e enfoca la a)licación del m-todo a una losa de fundac fundación ión +ue so)ortar so)ortará á a una 'ater(a %e #i!o# %e a!maceamieto de #rano de soya! e determinará al mismo tiem)o, con los recursos y material de laboratorio de suelos, todas las caract caracterí erísti sticas cas del terre terreno no de fundac fundació ión n necesa necesari rias as )ara )ara conoce conocerr los )aráme )arámetr tros os de dise&o dise&o re+ueridos! /n el análisis y dise&o de estructuras, el cálculo de las )resiones en el suelo so)ortante y la locali.ación de las fuer.as resultantes en los elementos de fundación son de $ital im)ortancia )ara #aranti.ar la estabilidad y buen com)ortamiento del conjunto estructural bajo la acción de las car#as solicitantes! uando una fuer.a o un sistema de fuer.as es transmitido al suelo, ya sea a tra$-s de una cimentación rí#ida o una fle3ible, en la base de la misma acta una )resión de contacto contacto cuya ma#nitud total es i#ual a la car#a total +ue so)orta so)orta toda el área! La distribuc distribución ión de esta )resión de contacto sobre el área de so)orte de)ende tanto de las )ro)iedades físicas del suelo +ue so)orta las car#as como de las )ro)iedades elásticas de la fundación! A tra$-s del análisis de la res)uesta del suelo a la im)osición de car#as 4deformaciones5 y anali.ando la distribución de estas )resiones al interior mismo del terreno, se )odrá determinar el m$%&!o %e reacci$ %e !a #&'ra#ate adecuado, efectuar los ajustes )ertinentes al $alor obtenido teniendo en cuenta cuenta la iteracci$ finalmente %etermiar !a ri*i%e+ +ue +ue se le iteracci$ #&e!o ) e#tr&ct&ra e#tr&ct&ra, )ara finalmente
otor#ará a ca%a apo,o e!"#tico +ue simulará el com)ortamiento del suelo con la ayuda de un )ro#rama com)utacional a tra$-s del análisis )or elee!tos "i!itos# %efinidos los )arámetros #eom-tricos, ti)os de car#a im)uestos, condiciones y combinaciones de car#a, características )ro)ias de los materiales em)leados y, asi#nados los $alores de las ri#ideces a los resortes, se )rocederá a reali.ar el cálculo de la estructura estudiada! Los resultados nos )ermitirán obtener los momentos fle3ionantes necesarios )ar el dise&o de la losa de fundación! CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
A tra$-s de la com)aración $alidación +ue se muestra en el A)-ndice, obser$amos +ue el m-todo )lanteado lo#ra simular, de manera bastante a)ro3imada, el com)ortamiento +ue se )odría es)erar del terreno, )or lo +ue los resultados obtenidos se consideran ace)tables! e recomienda )restar es)ecial atención a la modelación #eom-trica de cual+uier estructura +ue se desee anali.ar con la ayuda de un )a+uete com)utacional, además de inda#ar o estar familiari.ado con el entorno mismo del soft6are! ara reali.ar el análisis de $ariación de )resiones, de)endiendo las condiciones )ro)ias del )roblema +ue se desee estudiar, se )odrá recurrir a las ecuaciones fundamentales )ro)uestas )or oussines+ ó 8ester#aard se#n se ju.#ue con$eniente, adecuando tanto las condiciones de borde, car#a y forma de la fundación! /n el caso de suelos #ranulares, será im)ortante contar con )ruebas y resultados de ensayos de )enetración standard, )ues constituye un )arámetro im)ortante a considerar en di$ersos cálculos! /n caso de e3istir estratos com)resibles en estratos subyacentes al ni$el de des)lante 4tal como es el caso de suelos cohesi$os5 deberá anali.arse tambi-n los asentamientos )or consolidación, a fin de reali.ar los ajustes necesarios a los resortes considerados y res)ecti$os )rocesos de iteración hasta obtener ó)tima con$er#encia en los resultados!
