FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS www.uniagraria.edu.co
TALLER CIMENTACIONES SUPERFICIALES CAPACIDAD DE CARGA Edna Alexandra Niño Murcia,
[email protected] Adriana Lorena Contreras Díaz,
[email protected] [email protected] Estudiantes de ingeniería civil, Fundación Universidad agraria de Colombia.
ResumenBasándose en los conocimientos de ingeniería de cimentación se determina con una serie de ecuaciones contempladas en las teorías que menciona el libro más adelante mencionado la capacidad de carga última de las diferentes cimentaciones expuestas en el taller, la capacidad de carga permisible, el tamaño de las zapatas para una cimentación determinada. I.
Introducción
Utilizando nuestros conocimientos en ingeniería de cimentaciones para determinar la capacidad de carga ultima, implementando las diferentes ecuaciones y posteriormente reemplazando los elementos de entrada para casos en los que se tenga en cuenta la compresibilidad y donde no soportándonos en las teorías que plantea el libro FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE CIMENTACIONES BRAJA M. DAS, SEPTIMA EDICION. II.
Objetivos GENERAL
Obtener la capacidad de carga ultima basando en las ecuaciones de las diferentes teorías planteadas como por diferentes autores entre los que se encuentran Prakash y Saran, Meyerhof; reemplazando los elementos de entrada que están establecidos en cada uno de los ejercicios.
ESPECIFICOS
Hallar la la capacidad de carga ultima con relación a los elementos elementos de entrada. Determinar con base a las teorías teorías la carga máxima posible que soporta una cimentación. Encontrar el tamaño máximo máximo de una zapata utilizando la teoría de Prakash y Saran.
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III.
Desarrollo y Análisis
1. Calcule la capacidad de carga última mediante la ecuación general de capacidad de carga para la zapata cuadrada que se ilustran en la figura. Resuelva el problema para anchos de cimentación, B, entre 1.5 metros y 3.0 metros, con incrementos de 0.25. Reporte la capacidad de carga permisible, qperm, considerando un factor de seguridad de 3.0.
Solución. 1er pasó. PARAMETROS DE ENTRADA
Sacar los factores de capacidad de carga para esto se cambia el Angulo de fricción a radianes para poder operar, diciendo entonces que 0,593411946.
= 45 + ∅∅
∅ = °∗ ° =
2
, = (45°180°∗ ) + 0,593411946 ∗ 2 = 29,440 = −1cot∅ = 29, 4 40 − 1 ∗ cot0, 5 93411946 = 42,164 4+401+∅1 ∗ tan0,593411946 == 2229, = 41,064
2do Paso. Sacar los factores de forma, profundidad e inclinacion según el ancho y longitud de la zapata B(m), L(m).
3 PASO Encontrar la carga ultima permisible.
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2. Se desea diseñar una cimentación superior sobre un suelo compresible cuyas dimensiones son: L = 1.5 m B = 1 m D f = 1 m. los parametros del suelo de cimentación son: φ’= 25° c’=50 kN/m2 Peso específico, Ƴ=17 kN/m3 Módulos de elasticidad, Es =1020 kN/m2 Relación de Poisson, μ= 0.35. Calcule la capacid ad en los casos en que se tiene en cuenta
la compresibilidad del seulo y en el caso de que no. 1 PASO DEFINIR PARAMETROS DE ENTRADA
2 PASO HALLAR FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
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DETERMINAR INDICES DE RIGIDEZ
3 PASO HALLAR FACTORES DE FORMA, PROFUNDIDAD, INCLINACION CAPACIDAD DE CARGA.
Primer condición:
Segunda condición:
3. Según la figura se muestra una cimentación cargada excéntricamente. Utilice un FS de 4 y determine la carga máxima permisible que puede soportar la cimentación. Utilice el método del área efectiva de Meyerhof.
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1 PASO PARAMETROS DE ENTRADA.
2 PASO DEFINICION DE FACTORES CAPACIDAD DE CARGA
FACTORES DE FORMA, PROFUNDIDAD E INCLINACION
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3 PASO CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA
4. En la figura se muestra una cimentación continua cargada excéntricamente. Determine la carga última Qu por longitud unitaria que puede soportar la cimentación. Utilice el método del factor de reducción.
1 PASO PARAMETROS DE ENTRADA
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2 PASO FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA Y DE PROFUNDIDAD Establecidos según la tabla 3.3
Las variables k, a, Rk se hallaron con base a la siguiente tabla y ecuación.
qu(céntrica) – qu(excéntrica) - Qu
5. En la figura se muestra una zapata cuadrada. Utilice FS =6 para determinar el tamaño de la zapata. Emplee la teoría de Prakash y Saran. 8
1 PASO PARAMETROS DE ENTRADA
FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA EXCENTRICA, FACTORES DE FORMA CON EXCENTRICIDAD
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6. Se requiere conocer la capacidad de carga permisible total de una cimentación construía sobre una arcilla estratificada con los siguientes parámetros Ƴ1= 18.08 kN/m3 , c1 =57.5 kN/m2 , φ1=0 Ƴ2= 17.29 kN/m3 , c2 =28.75 kN/m2 , φ2= 0 B = 0.91 m, Df = 0.61 m , H = 0.61 m, FS=3 1 PASO PARAMETROS DE ENTRADA
DETERMINACION DE FACTORES
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ECUACIONES PARA HALLAR qb, qu, qt.
7. Para una cimentación cuadrada sobre arena estratificada se requiere conocer la capacidad de carga permisible neta. Los parámetros son los siguientes B 1.5 m, Df 1.5 m, H 1m, FS = 4 Ƴ1= 18 kN/m3 , φ1 =40°, c1 =0 Ƴ2 =16.7 kN/m3 , φ2= 32°, c2 =0
1 PASO PARAMETROS DE ENTRADA
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2 PASO
PRIMERA CONDICION.
SEGUNDA CONDICION.
3 PASO
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CONCLUSIONES Basados en el libro FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE CIMENTACIONES BRAJA M. DAS, SEPTIMA EDICION, encontramos los factores de forma capacidad de carga, profundidad, inclinación para casos específicos. Hallar las dimensiones de la cimentación es muy necesario en obras civiles y adquirir los conocimientos necesarios para desempeñarnos en la vida laboral.
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