UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
MECÁNICA DE
“
SUELOS II”
>LOSAS DE CIMENTACION Y ASENTAMIENTOS EN LOSAS< CARRASCO HERRERA, Alexander FLORES CLARIANA, Antonela Patricia ROJAS ROJAS, Erick Anthony ZAPATA LEON, Alan
TRUJILLO, Junio 2017
INTRODUCCIÓN La cimentación es aquella estructura aquella estructura que tiene la función de transmitir en forma repartida las cargas del edificio al terreno donde se, distribuyéndolas de forma que la presión admisible no debe ser superada en cada parte de la edificación y no produzca cargas zonales, teniendo en cuenta las características del suelo, del suelo, se va a elegir el tipo de cimentación a desarrollar. Transmiten las fuerzas originadas por el peso propio de la estructura y sobrecargas que posteriormente actuarán sobre esta, resiste todas las cargas puntuales y las apoya en el terreno con firmeza, mediante comprensión vertical. También podemos decir que es el soporte de la vivienda, y la causante del equilibrio. del equilibrio. Debe Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y muertas, para que pueda ser duradera. La cimentación y el asentamiento de losas, es un tema muy importante en el estudio de mecánica de suelos tanto para aplicaciones ingenieriles. Asimismo, este informe, está dirigido a todos los estudiantes que estén interesados en conocer más sobre la cimentación, en todos sus aspectos. La cimentación es muy importante porque es la base estructural más importante de la vivienda, en ella se transmiten las cargas puntuales de toda la infraestructura, brindando resistencia brindando resistencia y seguridad a todas las personas que la habitan. Proporciona estabilidad ante cualquier desastre evitando que esta se desplome, nos da confianza para poder para poder sobrevivir ante un sismo o terremoto. La cimentación cumple con diversas características y cuanto mayor es el costo el costo en materiales, se mejora el tipo de cimentación, proporcionando una mejor resistencia y adecuado comportamiento adecuado comportamiento de esta ante una catástrofe. En esta investigación llegamos a conocer que la cimentación ayuda a sustentar la estructura de la edificación garantizando una buena estabilidad. Debemos construirla con los mejores materiales para que no causen daños irreparables.
Se define a losa de cimentación como una estructura que puede soportar varias columnas o muros al mismo tiempo. Se emplean cuando la capacidad de carga del suelo es muy baja y las zapatas aisladas resultan demasiado grandes y juntas para ser una opción viable.
OBJETIVOS
-
Conocer el comportamiento comportamiento de una losa losa de cimentación cimentación ante distintos tipos de suelos.
-
Determinar los asentamientos diferenciales que se producen en una losa de cimentación.
MARCO TEORICO I.
LOSAS DE CIEMENTACION:
Una losa de cimentación es una placa de Hormigón apoyada sobre el terreno que reparte el peso y las cargas del edificio sobre toda la superficie de apoyo. Las losas son un tipo de cimentación superficial que tiene muy buen comportamiento en terrenos poco homogéneos que con otro tipo de cimentación podrían sufrir asentamientos diferenciales como también en terrenos con muy poca capacidad portante. Las losas más sencillas son las losas de espesor constante, aunque también existen losas nervadas que son más gruesas según la dirección de muros o filas de pilares.
II.
ASENTAMIENTO EN LOSAS DE CIMENTACION:
Un asentamiento se define como la deformación vertical en la superficie de un terreno proveniente de la aplicación de cargas o debido al peso propio de las capas. Debido a que la losa de cimentación transmite cargas de la superestructura al suelo de manera uniforme y al presentarse asentamientos y/o expansiones muy grandes, la construcción construc ción se ve forzada a asentarse(o asentarse( o elevarse en caso de una expansión) de manera uniforme, de esta manera, con la losa de cimentación busca solucionar los problemas
de
los
clásicos
agrietamientos
por
asentamientos
diferenciales
y
expansiones.
1. Clasificación de las losas losas de cimentación. cimentación. Las losas de cimentación se clasifican:
1.1. Losa de espesor uniforme (de placa plana). Se caracteriza por solo tener los refuerzos de acero y el espesor determinado por los cálculos sin ningún tipo de alteración.
1.2. De placa plana con mayor espesor bajo Columnas. Este tipo de losa se caracteriza por disminuir el volumen de concreto a utilizar debido a que sólo se emplea el espesor determinado en las secciones críticas determinadas en el diseño; el resto se disminuirá hasta donde permita el esfuerzo cortante involucrado en el diseño.
1.3. De vigas y losa o Nervada. Las vigas corren en ambas direcciones y las columnas se ubican en la intersección de las vigas
1.4. De placas planas con pedestales. Los pedestales son delimitados por la resistencia cortante del suelo y para la longitud de desarrollo de los bastones.
1.5. Losa con muros de sótano como parte de la placa o cajón. (las paredes actúan como refuerzo de la losa). Aquí solo emplean vigas, las cuales corren sobre el eje X e Y, generando así cajones entre columnas. Con esta forma se disminuye mucho más el volumen de concreto a utilizar.
2. Asentamientos. El asentamiento de una cimentación del tipo superficial se debe a la deformación del suelo en el que se apoya causado por los esfuerzos inducidos en el por la propia cimentación, esto es debido al tipo de suelo en que se construye y en grandes rasgos al contenido de agua que conforma siendo el de mayor riesgo los lugares con napas freáticas muy superficiales debido a que es más difícil y costoso su estabilización para poder construir. Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a través de la cimentación, se producen inevitablemente deformaciones (generalmente asentamientos). Este comportamiento que presenta el suelo al interactuar con la estructura depende del estudio de la mecánica de suelo y la cimentación que se va emplear, no debería causar graves problemas si se toma las precauciones ante ello. El asentamiento de una edificación consta de 2 partes principales: a) Asentamiento inmediato. Este tipo de caso se puede notar a medida que avanza la construcción, esta parte en algunos manuales deja
recomendaciones para evitar una falla de las cimentaciones antes de terminar la construcción.
b) Asentamiento por consolidación. Se manifiesta debido a la reducción del volumen del suelo, causada por la extracción de una parte del agua de los poros del suelo, esto se ve en suelo con una napa freática superficial o en suelos arcillosos.
TIPOS DE ASENTAMIENTOS. 2.1.
Asentamientos uniformes. Son cuando en el subsuelo las deformaciones son igual en cualquier punto de la superficie construida, este caso se presenta en lugares en que el tipo de suelo es el mismo en el área de construcción y también el contenido de agua considerando las cargas en sus cimentaciones iguales en cada una de ellas.
El mayor problema que tiene este tipo de asentamientos es rotura de instalaciónes de servicios, generalmente no presentan fallas estructurales por que la estructura solo presenta decenso de nivel.
2.2.
Asentamientos diferenciales. diferenciales. Este caso es el que se presenta en la mayoría de los casos en los que la estructura tiene diferentes asentamientos de un punto a otro y cambia la magnitud y distribución distribució n de los esfuerzos con el que fue diseñado la estructura, se puede dar por la variación de la composición del suelo lo que causa que sean diferentes.
Pueden provocar fallas funcionales debido al descuadre de ventanas y puertas, así como también produce cortes en elementos estructurales, giros que puede causar torsión, flexión debido a que la estructura sufre diferentes asentamientos. Para el caso de volteo es cuando hay una pérdida de la capacidad cortante en un terreno que la composición del suelo es variable, aspecto que no se tomó en cuenta y produce esta falla.
2.2.1. Licuación: es otro tipo de asentamiento diferencial que se presenta durante terremotos y debido a la gran fuerza ejercida durante el mismo provoca que el suelo pase de un estado sólido a un estado liquido y adquiera la conistencia de un liquido pesado el cual demostró ser muy destructivo al perder la estabilidad del suelo y la falla de la estructura se presenta generalmente en zonas costeras o cerca de los ros donde pueda haber agua subterranes por escorrentía.
III.
EJERCICIO DE APLICACIÓN. APLICACIÓN. Considere una losa de cimentación de 30x40 m en planta. La carga muerta total más la carga viva sobre la losa es de 200x103 KN. Estime el asentamiento por consolidación en el centro de l a cimentación.
Solución De la ecuación:
, , +Δ ()= + log ( , )
, (3.67)(15.72) + (13.33)(19.1 - 9.81) + (18.55 - 9.81) 208 Kn/m
2
6 0.28 0.9 Para Q
200 x 10 kN, la carga neta por área unitaria es 3
3 200 10 30 40 (15.72)(2) 135.2 135.2 / / 2 , A fin de calcular Δ nos referimos a la sección 5.5. El área cargada se puede
q
dividir en cuatro áreas, cada una de 15 x 20 m. Ahora utilizando la ecuación, se puede calcular el incremento de esfuerzo promedio en el estrato de arcilla debajo de una esquina de cada área rectangular, o
()−( ) , ( = ( ) / ) −
Δ
= 135.2 (
(.+.+ .+.+))()−(.+.)() )
Para
(),
.+.+ 0.71
95 0.95 De la figura 5.7, para 0.71 y 0.95, 95, el valor de () es 0.21. De nuevo, para (), 1 1.33 De la figura 5.7,
() 0.0.22 225,5, por lo tanto
()(.) −()(.) , ( 135.2 23 23.3.322 // / )
Δ
Por consiguiente, el incremento del esfuerzo debajo del centro del área de 30x40 m es (4) (23.32) = 93.28 kN/m2, Por lo tanto.
+. 0.1 () (.)() log .1442 +. = 142 mm
IV. V.
ANALISIS DE RESULTADO CONCLUSIONES.
Los asentamientos diferenciales previstos por el ingeniero de Suelos son calculados para una estructura totalmente flexible o a lo sumo teniendo en cuenta la rigidez de la cimentación, por lo cual no son reales. Debe existir un proceso de iteración en el que se incluyan la rigidez de las súper-estructura y la
compresibilidad del suelo, lo cual es cada vez más posible con los nuevos métodos de análisis por computadora.
El hecho de que una estructura estructura sufra asentamientos asentamientos es inevitable, inevitable, lo lo que se trata de evitar son los asentamientos diferenciales que como anteriormente se mencionó pueden causar graves fallas en una estructura, como base por ello se toma en cuenta el costo y practicidad que puede resultar las opciones disponibles para lograr dicho propósito, para lo cual entra la importancia de un estudio geotécnico del suelo donde se piensa edificar.
Los asentamientos son inevitables en una estructura estructur a y por ello, las losas de cimentación buscan que el asentamiento sea igual en toda la estructura por lo que se usa en lugares de alta concentración de agua o con una napa freática superficial dependiendo también del tipo de suelo y su capacidad portante.
BIBLIOGRAFÍA.
VI.
“Efectos de los asentamientos en la estructura”; Luis F. Orosco R.
“ Asentamientos Asentamientos diferenciales diferenciales en estructuras”; escribd.
“Fundamentos de ingeniería de cimentaciones” – séptima – séptima edición; Braja M. Das.
