losas de cimentacion - · pdf filelosa de cimentacion en suelo ... la rigidez de las losas...
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LOSAS DELOSAS DECIMENTACIONCIMENTACION
+ 50% de + 50% de áárearea
Asentamientos totales altos x+RigidezAsentamientos totales altos x+Rigidez
CompensaciCompensacióón o n o SubcompensaciSubcompensacióónn
REQUISITOS ESENCIALESREQUISITOS ESENCIALES
Centro de gravedad debe coincidir Centro de gravedad debe coincidir con la resultante de las cargascon la resultante de las cargas
Suelos homogSuelos homogééneos y estratigrafneos y estratigrafíía a paralela a losaparalela a losa
Se requiere ISESe requiere ISE
TIPOS DE LOSASTIPOS DE LOSAS
Losas Largas
ANALISIS COMPARATIVO DE LA VARIACIÓN DE PARAMETROS EN LA INTERACCION
SUELO ESTRUCTURA
CARLOS MARIO LOTEROCARLOS DIAZ TABARES
DIRECTOR: LUIS GARZA VASQUEZ. I.C., M.I
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE MEDELLIN
FACULTAD DE MINASINGENIERIA CIVIL 1997
DESCRIPCION DEL PROYECTO
Edificio el Mirador del Lago Guatape
Estructura en perfiles de acero
Estratigrafía complicada
Losa en cajon subcompensada
Profundidad de desplante 1.70m
ESTRATIGRAFIA
Arena Arcillo-Limoso
10m
20m
C=1.0Kg/cm*3
Mv=0.003cm*3/Kg
C=0.8Kg/cm*3
Mv=0.0018cm*3/Kg
PRIMER ESTRATO
• 27% < W < 40%• LL= 57%• LP= 42%• %F Finos= 47%• Resistencia a compresión
simple 1.3Kg/cm2
SEGUNDO ESTRATO
• 28% < W < 35%• LL= 50%• LP= 40%• En general posee propiedades
similares al estrato superior
LOSA DE CIMENTACION EN SUELO LOSA DE CIMENTACION EN SUELO COHESIVOCOHESIVO
• ANALISIS PLANO
ISE 93 (Extrapolación por métodos de imágenes)
• ANALISIS TRIDIMENSIONAL
ISE 3D (Suelo como medio continuo)WINKLER ( Coeficiente de balasto)
RESUMEN DE RESULTADOSRESUMEN DE RESULTADOS
ISE 3DWINKLER
ISE 93
CUANTIAS DEL ACEROCUANTIAS DEL ACERO
Menor e inseguraMenor e inseguraRacional y SeguraRacional y SeguraConservadoraConservadora
24,5724,5736,9436,9469,2669,26
WINKLERWINKLERKgKg/m/m22
ISE 3 DISE 3 DKgKg/m/m22
ISE 93ISE 93KgKg/m/m22
CONCLUSIONES LOSA EN CONCLUSIONES LOSA EN ARCILLAARCILLA
ISE 93 conservadorISE 93 conservador
WinklerWinkler hiphipóótesis errtesis erróóneanea
ISE 3D recomendableISE 3D recomendable
INSTRUMENTACION DE CAMPOINSTRUMENTACION DE CAMPO
Control de asentamientos.Control de asentamientos.
Inferencia de esfuerzos en la losa, Inferencia de esfuerzos en la losa, segsegúún proceso constructivo.n proceso constructivo.
PUNTOS PARA CONTROL DE ASENTAMIENTOS
SUPERFICIES DE ASENTAMIENTOSPROGRESIVOS
VISITA # 1 VISITA # 2
PUNTOS DE CONTROL DE EXTENSOMETRIA
LECTURA DE EXTENSOMETRIALECTURA DE EXTENSOMETRIA
MicrodeformacionesMicrodeformaciones obtenidas obtenidas promedio: 0.004 promedio: 0.004 -- 0.0020.002
MicrodeformacionesMicrodeformaciones a las cuales falla a las cuales falla el hormigel hormigóón: 0.003n: 0.003
Lecturas tomadas son Lecturas tomadas son erroneaserroneas
CAUSAS DE ERRORCAUSAS DE ERROR
Bajo nBajo núúmero de mero de extensometrosextensometros
Equipo de mediciEquipo de medicióón poco adecuadon poco adecuado
Agentes externos agresivosAgentes externos agresivos
Posible campo magnPosible campo magnéético rodeando el tico rodeando el terrenoterreno
LOSA DE CIMENTACION EN LOSA DE CIMENTACION EN SUELO GRANULARSUELO GRANULAR
ANALISIS PLANO : NoANALISIS PLANO : No
ISE 3DISE 3D MvMv constanteconstanteMvMv variable variable
WINKLERWINKLER
RESUMEN RESULTADOSCIMIENTO DIAGRAMA DE MOMENTOS
ISE 3D-Mv cte WINKLER
ISE 3D-Mv Variable
CONCLUSIONES LOSA EN CONCLUSIONES LOSA EN ARENAARENA
ISE 3DISE 3D-- WINKLERWINKLER : indiferente: indiferente
MvMv VARIABLEVARIABLE-- MvMv CONSTANTE: CONSTANTE: Similares luego, Similares luego, MvMv CTECTE
LOSAS EN CASAS 1 Y 2 PISOS
APLICACIAPLICACIÓÓN PARA N PARA MUROS ESTRUCTURALESMUROS ESTRUCTURALES
Control de daControl de daññososA partir de la Norma NSRA partir de la Norma NSR--9898
SUELOS ESTUDIADOSSUELOS ESTUDIADOS
Duros:Duros: AluviAluvióón mn mvv≈≈0.001cm0.001cm22/Kgf/Kgf
Intermedios:Intermedios: Residuales mResiduales mvv≈≈0.01cm0.01cm22/Kgf/Kgf
Blandos:Blandos: Arcillas Arcillas mmvv≈≈0.1cm0.1cm22/Kgf/Kgf
MODELO DE LA MODELO DE LA ESTRUCTURAESTRUCTURA
Muros 0.20mMuros 0.20mColumnas 0.30x0.60mColumnas 0.30x0.60mLosas aligeradas 0.35mLosas aligeradas 0.35mSismo FHE una direcciSismo FHE una direccióónnSismo NSRSismo NSR--9898Losa de cimentaciLosa de cimentacióón n maciza flexible 0.4,rmaciza flexible 0.4,ríígida gida 0.7 y muy r0.7 y muy ríígida 1.0mgida 1.0m
Figura 1.Figura 1.Planta delPlanta delEdificioEdificio
Figura 2.Figura 2.ElevaciElevacióón n General delGeneral delEdificioEdificio
ALGUNOS RESULTADOS DE ALGUNOS RESULTADOS DE IMPORTANCIAIMPORTANCIA
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA FLEXIBLE
05
101520253035
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00
Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
)
Edificio EmpotradoSuelo DuroSuelo IntermedioSuelo Blando
Modelo Deriva máx (%H)Empotrado 0.65 %S. duro 0.96 %S. Intermedio 1.13 %S. Blando 1.21 %
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA RÍGIDA
0
5
10
15
20
25
30
35
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
)
Edificio EmpotradoSuelo DuroSuelo IntermedioSuelo Blando
Modelo Deriva máx (%H)Empotrado 0.65 %S. duro 0.75 %S. Intermedio 0.77 %S. Blando 0.78 %
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO
LOSA MUY RIGIDA
05
101520253035
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
) Edificio EmpotradoSuelo DuroSuelo IntermedioSuelo Blando
Modelo Deriva máx(%H)Empotrado 0.65 %S. duro 0.69 %S. Intermedio 0.69 %S. Blando 0.69 %
La rigidez de las losas prima sobre el La rigidez de las losas prima sobre el tipo de suelo para el control de tipo de suelo para el control de derivaderiva
CONCLUSICONCLUSIÓÓNN
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES RIGIDECES DE LOSA
SUELO DURO mv = 0.001 cm2/Kgf
0
5
10
15
20
25
30
35
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00
Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
)
Empotrado
Losa Flexible
Losa Rígida
Losa Muy Rígida
Modelo Deriva máx (%H)Empotrado 0.65 %Losa Muy Rigida 0.69 %Losa rígida 0.75 %Losa Flexible 0.96 %
DESPLAZAMIENTO PARA DIRFERENTES RIGIDECES DE LOSA
SUELO INTERMEDIO mv = 0.01 cm2/Kgf
05
101520253035
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00
Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
)
EmpotradoLosa FlexibleLosa RígidaLosa Muy Rígida
Modelo Deriva máx (%H)Empotrado 0.65 %Losa Muy Rigida 0.69 %Losa rígida 0.77 %Losa Flexible 1.13 %
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES RIGIDECES DE LOSA
SUELO BLANDO mv = 0.1 cm2/Kgf
0
5
10
15
20
25
30
35
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00
Desplazamiento (cm)
Altu
ra e
dific
io (m
)
Empotrado
Losa Flexible
Losa Rígida
Losa Muy RígidaModelo Deriva máx(%H)Empotrado 0.65 %Losa Muy Rigida 0.69 %Losa rígida 0.77 %Losa Flexible 1.21 %
Para control de deriva las Para control de deriva las losas deben ser muy rlosas deben ser muy ríígidasgidas
CONCLUSICONCLUSIÓÓNN
Momentos SMomentos Síísmicos en tonsmicos en ton--mmen la base de los Murosen la base de los Muros
Suelo DuroSuelo
IntermedioSuelo
BlandoEmpotrado
Losa FlexibleLosa Rígida
Losa Muy Rígida
5.290 5.290 5.2902.203
1.935 2.1641.9232.160 2.2702.054
2.251 2.290
Los momentos se redistribuyen por la acción de la losa
Momentos en la Losa de Cimentación [kN.m]
-0.800
-0.600
-0.400
-0.200
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
ESFUERZOS EN EL SUELOModelo Empotrado
MuroIntermedioColumnas
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
ESFUERZOS EN EL SUELOLosa Muy Rigida Sobre Suelo Duro
MuroIntermedioColumnas
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
ESFUERZOS EN EL SUELOLosa Flexible Sobre Suelo Intermedio
MuroIntermedioColumnas
Momentos en Columnas [ton-m] para los tres primeros pisos
ASENTAMIENTOS EN LA CIMENTACION
-80.000
-70.000
-60.000
-50.000
-40.000
-30.000
-20.000
-10.000
0.000
10.000
EmpotradoColumnasIntermedioMuroColumnasIntermedioMuro
Losa Rigida Suelo Duro
Losa Flexible SueloIntermedio
Empotrado
COMPARACICOMPARACIÓÓN CON EL N CON EL MMÉÉTODO DE WINKLERTODO DE WINKLER
SimplificaciSimplificacióón usual utilizadan usual utilizadaDisponible en los programas Disponible en los programas comercialescomercialesRelaciona el asentamiento de la Relaciona el asentamiento de la cimentacicimentacióón con una constante de n con una constante de resorteresorte
OBTENCIOBTENCIÓÓN DEL MN DEL MÓÓDULO DE DULO DE REACCIREACCIÓÓN DE SUBRASANTEN DE SUBRASANTE
Asentamientos Segun ISE
-70
-65
-60
-55
-50
-45
-401 2 3 4 5 6 7
ASE
NTA
MIE
NTO
[mm Col
InterMuroEje
Asentamientos Segun Winkler
-70
-65
-60
-55
-50
-45
-401 2 3 4 5 6 7
ASE
NTA
MIE
NTO
[mm
]
ColInterMuroEje
COMPARACICOMPARACIÓÓN DE ASENTAMIENTOS N DE ASENTAMIENTOS
DESPLAZAMIENTOS PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA RIGIDA
0
5
10
15
20
25
30
35
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00
DESPLAZAMIENTOS (cm)
ALTU
RA
(m)
Edificio EmpotradoSuelo DuroSuelo IntermedioSuelo BlandoConst. De Winkler
Modelo Deriva máx (%H)Empotrado 0.65 %S. duro 0.75 %S. Intermedio 0.77 %S. Blando 0.78 %Cons. Winkler 0.78%
COMPARACICOMPARACIÓÓN DE N DE DESPLAZAMIENTOSDESPLAZAMIENTOS
Empotrado
Losa flexible
Losa rígida
Losa muy rígida
ISE
Winkler
5.290
1.935
2.1602.201
2.251
COMPARACICOMPARACIÓÓN DE N DE MOMENTOS SMOMENTOS SÍÍSMICOS EN LA SMICOS EN LA
BASE DE LOS MUROSBASE DE LOS MUROSTon-m
COMPARACICOMPARACIÓÓN DE MOMENTOSN DE MOMENTOSEN LA LOSAEN LA LOSA
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Comportamiento del muro Comportamiento del muro adecuado si la losa es radecuado si la losa es ríígidagida
Se requiere ISESe requiere ISE
EJEMPLO LOSA DE EJEMPLO LOSA DE CIMENTACIONCIMENTACION