unidada 4.capacidad de carga de las cimentaciones
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Instituto tecnológico superior de Macuspana.
INTEGRANTE:
FRANCISCO JAVIER MARTÍNEZ RODRÍGUEZ.
MECANICA DE SUELOS 2.DOCENTE: ING. ABRAHAM LINCONL
MARTINEZ RUIZ.UNIDAD 3. CAPACIDAD DE CARGA
DE LAS CIMENTACIONES.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Conocido es el hecho de que cuando una estructura se asienta en forma desigual se provocan en las misma deformaciones que ocasionan grietas que pueden ser muy perjudiciales a la estabilidad de ella.
Un adecuado estudio del suelo, facilita al ingeniero los datos necesarios para determinar el tipo y diseño más apropiado y económico de la cimentación.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
La carga admisible en una cimentación es aquella que puede ser aplicada sin producir desperfectos en la estructura soportada, teniendo, además, un margen de seguridad dado por el llamado coeficiente de seguridad adoptado.
La carga admisible no depende únicamente del terreno, sino también:
de la cimentación. característica de la estructura. y del coeficiente de seguridad que se
adopte en cada caso.
La falla por capacidad de carga de las mismas ocurre como producto de una rotura por corte del suelo de desplante de la cimentación son tres los tipos clásicos de fala bajo las cimentaciones:
Falla por corte general, se tiene en arenas densas y arcillas rígidas.
Falla por punzonamiento.
Falla por corte local, se tiene en arenas medias y flojas; y en arcillas suaves.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Falla por corte general se caracteriza por la presencia de una superficie de deslizamiento continua dentro, del terreno, se inicia en el borde de la cimentación y que avanza a la superficie del terreno.
Es usualmente catastrófica, y al menos que la estructura misma no permita la rotación de las zapatas, ocurre con cierta visibilidad la inclinación de la cimentación.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Falla por punzonamiento, se caracteriza por un movimiento vertical de la cimentación mediante la compresión del suelo inmediatamente debajo de ella.
la rotura del suelo se presenta por corte alrededor de la cimentación y casi no se observan movimientos en éste junto a la cimentación, manteniéndose el equilibrio tanto vertical como horizontal de la misma.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Falla por corte local representa una transición entre las dos anteriores, pues tiene características tanto del tipo de falla por corte general como del de punzonamiento.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Para la evaluación de la compresibilidad relativa de masas de suelos sujetas a cargas es llamado índice de rigidez, que viene expresado así:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Siendo
G: modulo de deformación tangencial.Ƭ: es el esfuerzo de corte ya conocido.E: modulo de elasticidad estático o modulo de elasticidad de Young.
Con el propósito de tomar en cuenta la deformación volumétrica media(∆) en la zona plástica se ha sugerido que el valor dado anteriormente de I r sea reducido a :
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
En
un alto valor de Irr, mayor de 250, indica de manera definitiva un suelo incomprensible.
El cálculo de la capacidad de carga limite de falla de una cimentación constituye un problema de equilibrio elastoplástico.
Son varios los estudios teóricos que se conocen y que se pueden aplicar en la resolución de los problemas relativos a la capacidad de carga de las cimentaciones en diferentes suelos. Pero la las sencilla, es la propuesta por el Dr. Karl Terzaghi y que ha demostrado ser lo suficientemente aproximada para todos los casos en el campo de su aplicación práctica.
La solución de Terzaghi asume que existen tres zonas con movimiento diferentes bajo y alrededor de la aplicación de la carga:
La zona I: es la que se encuentra inmediatamente debajo de la cimentación, tiene forma de cuña y esta no puede penetrar en el suelo al menos que la presión de los lados inclinado, alcance la presión pasiva del suelo adyacente. Esta se mueve verticalmente y lo hace hacia abajo junto con la cimentación.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
La zona II: denominada zona de corte radial, es una zona de falla, y las grandes deformaciones.
La zona III: tratara de resistir a dicho levantamiento con el peso del
material de la misma.
Para el instante de la falla el Dr. Terzaghi presento la ecuación siguiente:
Que sirve para determinar la capacidad de carga límite de una cimentación corrida o continua para falla de corte general, cuando la S.P.T sea mayor de 15 golpes.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Nc, Nq y Nw son coeficientes sin dimensión que dependen del ángulo de fricción interna del suelo y se llaman factores de capacidad de carga debido a la cohesión, a la sobrecarga y al peso del suelo.
Para el caso de corte local y de punzonamiento, el Dr. Terzaghi corrigió su fórmula para corte general, para S.P.T.= 15 golpes así:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Los valores de Nc, Nq y Nw para falla por corte general se obtienen empleando las curvas de trazo continuo. Los valores de N’c, N’q y N’w
empleando la curvas punteadas. El valor de C’=2/3c, cohesión del suelo.El Dr. Terzaghi desarrollo su teoría únicamente para el caso de cimentaciones continuas.
El Dr. Terzaghi modifico du formula con bases en resultados de experimentales su fórmula fundamentalmente y presento las siguientes fórmulas empíricas:
Para zapatas cuadradas y corte general:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Para zapatas cuadradas y corte local o punzonamiento:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
En esta fórmula el valor de c’=0.867c, según Braja Das.
Para zapatas circulares y corte general:
Para zapatas circulares y corte local y punzonamiento:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
En esta fórmula el valor de C’= 0.867c
En todas las expresiones anteriores: qd = capacidad de carga limite en Tm/m2 ó en kg/m2. C= cohesión del suelo en Tm/m2 ó en kg/m2. ϒ=peso volumétrico del suelo en Tm/m3 ó en kg/m3. Z=profundidad de desplante de la cimentación en
metros = Df. B= ancho de la zapata cuadrad, o dimensión menor
de la zapata rectangular, en metros. R=radio de la zapata circular en metros.
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
N c, Nq, Nw, N’c, N’q, N’w, = son factores de carga que se pueden obtener de la gráfica. Y se expresan así:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
La capacidad de carga admisible (qa) o (σa) se obtiene dividiendo la capacidad de carga límite (qd) por un factor de seguridad que Terzaghi recomienda no sea menor de tres.
Solución de skempton
Skempton propuso que para determinar la capacidad de carga en suelos puramente cohesivos se emplee una expresión semejante a la de Terzaghi:
CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES.
Nc ya no tiene valor fijo de 5.7 para ϕ=0, si no que varía con la relación Z/B, en la que Z es la profundidad de desplante de la cimentación y B el ancho de la misma.