El asentamiento de estructuras de poca altura se puede dividir en dos categorías según el período de ocurrencia. No se puede evitar el asentamiento de una estructura, incluso si la construimos sobre roca.
En la construcción de pilotes , además, puede ocurrir cierto asentamiento a medida que aumenta la carga debido a errores de diseño.
Los edificios construidos sobre el terreno inevitablemente se asentarán y el asentamiento debe estar dentro de los límites considerados en la recomendación de diseño de los cimientos.
La responsabilidad del diseñador es mantener un asentamiento uniforme en todo el edificio, ya que un asentamiento variable causa problemas.
El suelo actúa como fuente que en los cálculos se denomina reacción subterránea y realiza el movimiento vertical de la estructura mediante la aplicación de cargas. Como se explicó anteriormente, esto se puede hacer en dos pasos como se describe a continuación.
- Liquidación elástica o liquidación instantánea
- Procesamiento de consolidación
En este artículo analizamos el asentamiento elástico o asentamiento inmediato de cimentaciones poco profundas utilizando un ejemplo práctico.
Colocación elástica de cimentaciones poco profundas.
El asentamiento elástico ocurre durante la construcción de la estructura e inmediatamente después de su construcción.
Sin embargo, la consolidación se produce con el tiempo. Se crea reduciendo la presión del agua de riego en arcilla saturada. La consolidación se produce en dos fases, a saber, consolidación primaria y secundaria.
Este artículo explica cómo calcular el asentamiento elástico. Se explica el método para calcular el asentamiento elástico basado en la teoría de la elasticidad mediante un ejemplo práctico para una mejor comprensión.
Método de cálculo de liquidación elástica
Asentamiento elástico, Si, según el libro Principios de ingeniería de cimentaciones
S t =q 0 (αB')((1-μ 2 S )/E S )EU S EU F
Dónde,
P 0 – Presión neta en la cimentación
μ S – Relación de Poisson del suelo
E S – Módulo de elasticidad promedio del suelo debajo de los cimientos, medido desde Z=0 hasta aproximadamente Z=4B
B' – B/2 para el centro de la base y 'B' para la esquina de la base
EU S – Factor de forma (Steinbrenner, 1934)
UE S =F 1 + ((1-2μ S )/(1-μ S ))F 2
F 1 = (1/π)(A 0 + A 1 )
F 2 = (n'/2π) tan -1 A 2
A 0 = m'ln { ( 1+(m' 2 +1) 0,5 )(M' 2 + n' 2 ) 0,5 } / {m'(1+(m' 2 +n' 2 + 1) 0,5 ) }
A 1 = ln { (m' + (m' 2 +1) 0,5 ) (1 + n' 2 ) 0,5 } / (m'+(m' 2 +n' 2 +1) 0,5 )
A 2 =m' / (n'(m' 2 +n' 2 +1) 0,5 )
EU F = factor de profundidad (Fox, 1948) = f (D F /B, μ S y L/B
α = factor que depende de la ubicación de la cimentación donde se calcula el asentamiento
Los siguientes valores se utilizan para calcular el asentamiento en medio de la cimentación.
α = 4, m' = L/B y n' = H / (B/2)
El asentamiento en la esquina de la cimentación se puede calcular utilizando los siguientes valores.
α = 1, m' = L/B y n' = H/B
Debido a la existencia de capas defensivas de tierra debajo de los cimientos, E S variará de una capa a otra. El promedio ponderado de E S se tiene en cuenta en los cálculos según lo recomendado por Bowels (1987). S se puede calcular usando la siguiente ecuación.
E S = (∑E S (I) ∆z ) / Z 0
Dónde,
E EU) = módulo de elasticidad del suelo dentro de una profundidad ∆z
Z 0 = H o 5B, el que sea menor
La ecuación y las teorías anteriores son del libro "Principios de ingeniería de cimientos".
El artículo de Wikipedia sobre cimientos (ingeniería) analiza el tipo de cimientos que se utilizarán en la construcción.
Ejemplo resuelto para calcular el asentamiento de cimentaciones poco profundas en la zona intermedia
Datos
- Dimensiones de la cimentación 1,5 mx 2 m
- Presión neta en la cimentación, q 0 = 175 kN/m 2
- Relación de Poisson del suelo μ S = 0,3
B = 1,5 m
l = 2m
Promedio, ES
Y S = (8.000 x 2 + 12.000 x 2 + 10.000 x 2) / 6 = 10.000 kN/m 2
α = 4
metro' = L/L = 2 / 1,5 = 1,333
n' = H / (W/2) = 6 / (1,5/2) = 8
F 1 y F 2 se pueden calcular a partir de las ecuaciones anteriores después de calcular A 0 A 1 y A2. Como alternativa, se pueden utilizar las tablas del libro "Fundamentos de ingeniería de cimentaciones".
A 0 = m'ln { ( 1+(m' 2 +1) 0,5 )(M' 2 + n' 2 ) 0,5 } / {m'(1+(m' 2 +n' 2 + 1) 0,5 ) }
A 0 = 1,333 x ln { ( 1+(1,333 2 +1) 0,5 )(1,333 2 + 8 2 ) 0,5 } / { 1,333(1+(1,333 2 +8 2 +1) 0,5 ) }
Un 0 = 0,760
A 1 = ln { (m' + (m' 2 +1) 0,5 ) (1 + n' 2 ) 0,5 } / (m'+(m' 2 +n' 2 +1) 0,5 )
A 1 = ln {( 1.333 + (1.333 2 +1) 0.5 ) (1 + 8 2 ) 0.5 } / (1.333+(1.333 2 +8 2 +1) 0.5 )
Un 1 = 0,934
A 2 =m' / (n'(m' 2 +n' 2 +1) 0,5 )
A 2 = 1,333 / (8 (1,333 2 +8 2 +1) 0,5 )
A2 = 0,020
F 1 = (1/π)(A 0 + A 1 ) = (1/π)(0,760 + 0,934) = 0,539
F 2 = (n'/2π) tan -1 A 2
Primero calcula tan -1 A 2 en grados y lo convierte a radianes.
tostado -1 A 2 = marrón claro -1 (0,02) = 1,146 0
Radianes = 1,146 0 x (π/180) = 0,02
F 2 = (n'/2π) tan -1 A 2 = (8/2π) x 0,02 = 0,025
UE S =F 1 + ((1-2μ S )/(1-μ S ))F 2 = 0,539 + ((1-2×0,3)/(1-0,3)) x 0,025 = 0,553
EU F se puede determinar a partir de la tabla de principios básicos de construcción.
Para μ S = 0,3, Df/B = 1/1,5 = 0,667 y B/L = 1,5/2 = 0,75
UE F = 0,755
Asentamiento fundacional
S t =q 0 (αB') ((1-μ 2 S ) / E S )I S EU F
en el centro de la fundación
S t =q 0 (αB/2)((1-μ 2 S )/E S )I S EU F = 175(4×1.5/2)((1-0.3 2 )/10000) x 0.553 x 0.755 = 0,02 m
El asentamiento de la cimentación es de 20 mm.
Referencia: Conceptos básicos de ingeniería de cimientos
