Capacidad Portante en Suelos Estratificados Con Afectacion Por Sismo
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Geotecnia 2014-02 1 Resumen. Uno de los factores de riesgo que pueden llegar a afectar a una estructura es el algunas zonas la probabilidad de ocurrencia es mucho mayor, La capacidad portante est propiedades del tipo de suelo y en algunos casos en diferentes estratos de suelo y la de este documento se presentan las consideraciones que se deben tener en la capacidad afectados por sismo o teniendo en cuenta el factor de riesgo sísmico . Palabras clave- Capacidad Portante, sismo, Aceleración sísmica, Cimiento superficial I.INTRODUCCION 1 NO de los factores de riesgo que pueden llegar a afectar a una estructura es el sismo, el cual siempre está latente y en algunas zonas la probabilidad de ocurrencia es mucho mayor, La capacidad portante esta generalmente calculada a partir de propiedades del tipo de suelo y en algunos casos en diferentes estratos de suelo y la estructura que se vaya a utilizar, en el caso de este documento se presentan las consideraciones que se deben tener en la capacidad portante en cimientos superficiales afectados por sismo o teniendo en cuenta el factor de riesgo sísmico. Generalmente el desarrollo de un proyecto de obra civil se hace de manera aislada por parte del proceso geotécnico y el desarrollo de la superestructura [1]. dentro del contexto de diseño sísmico de acuerdo a los principios de capacidad portante generalmente eldañoa las cimentaciones es excluido, esto implica quelacapacidad no lineal del sistema debido a sismos está implícita solo en el cálculo de la superestructura [2], en este documento se presentan varios casos para el desarrollo de la capacidad portante teniendo en cuenta factores sísmicos y las ecuaciones y variables que gobiernan este estado de cargas. A. CAPACIDAD DE CARGA AFECTADA POR SISMO Esta teoría fue publicada por Richards y otro aún no ha sido confirmada experimentalmente, capacidades de carga últimas para cimentacion en suelo granular son: Condiciones Estáticas: Condiciones dinámicas o sísmicas: Donde: Puede notarse que: Donde: Kh = coeficiente de aceleración horizontal po Kv = coeficiente de aceleración vertical por El valor de se usa para modificar el angulo de i de un talud al sumárselo (β*=β+ϴ). Capacidad Portante En Cimientos Su En Condiciones Sísmicas Bocanegra Julián, Ruiz Diego, Sáenz Nelson, Torres David. Universidad Nacional de Colombia U
Capacidad Portante en Suelos Estratificados Con Afectacion Por Sismo
Geotecnia 2014-02 1
Resumen. Uno de los factores de riesgo que pueden llegar a afectar
a una estructura es el sismo, el cual siempre está latente y en
algunas zonas la probabilidad de ocurrencia es mucho mayor, La
capacidad portante esta generalmente calculada a partir de
.
Palabras clave- Capacidad Por tante, sismo, Aceleración sísmica,
Cimiento superf icial
I. I NTRODUCCION 1
NO de los factores de riesgo que pueden llegar a afectar
a una estructura es el sismo, el cual siempre está
latente y en algunas zonas la probabilidad de ocurrencia es mucho
mayor, La capacidad portante esta generalmente calculada a partir
de propiedades del tipo de suelo y en algunos casos en diferentes
estratos de suelo y la estructura que se vaya a utilizar, en el
caso de este documento se
presentan las consideraciones que se deben tener en la
capacidad portante en cimientos superficiales afectados por sismo o
teniendo en cuenta el factor de riesgo sísmico. Generalmente el
desarrollo de un proyecto de obra civil se hace de manera aislada
por parte del proceso geotécnico y el desarrollo de la
superestructura [1]. dentro del contexto de diseño sísmico de
acuerdo a los principios de capacidad
portante generalmente el daño a las cimentaciones es
excluido, esto implica que la capacidad no lineal del sistema
debido a sismos está implícita solo en el cálculo de la
superestructura [2], en este documento se presentan varios casos
para el desarrollo de la capacidad portante teniendo en cuenta
factores sísmicos y las ecuaciones y variables que gobiernan este
estado de cargas.
A. CAPACIDAD DE CARGA AFECTADA POR SISMO
Esta teoría fue publicada por Richards y otros en 1993 y aún no ha
sido confirmada experimentalmente, las capacidades de carga últimas
para cimentaciones corridas en suelo granular son:
Condiciones Estáticas:
Kh = coeficiente de aceleración horizontal por sismo Kv =
coeficiente de aceleración vertical por sismo
El valor de se usa para modificar el angulo de inclinación de
un talud al sumárselo (β*=β+).
Capacidad Portante En Cimientos Superficiales En Condiciones
Sísmicas
Bocanegra Julián, Ruiz Diego, Sáenz Nelson, Torres David.
Universidad Nacional de Colombia
U
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Para cargas estáticas la falla por capacidad de carga puede
provocar un movimiento repentino considerable hacia debajo de
la cimentacion[3].
Coeficientes de aceleración sísimica (Guatemala)
Ilustración 1
Ilustración 3, Factores de Capacidad de Carga
modificados por Sismo
Con el fin de resaltar los mecanismos que gobiernan la respuesta
dinámica de un sistema de cimentación- superestructura, el evento
sísmico puede ser dividido en distintas fases, no necesariamente
posteriores.[2]
Ilustración 4, Esquema de la interacción sísmica, suelo-
superestructura
La primera fase representada en la primera flecha de la ilustración
4 es el movimiento proveniente de la base rocosa, el cual se
propaga a través del estrato del suelo, la
propagación está influenciada principalmente por el perfil
estratigráfico y la topografía local, algunas veces cuando las
ondas de sismo atraviesan el estrato y llegan a areniscas se
Por Aproximamiento Pseudo Estático
Para este método se asume un suelo homogéneo, isotrópico c=ø, el
suelo se asume rígido, perfectamente plástico, satisfaciendo el
criterio de falla de mohr-coulomb, también se plantea que el efecto
de un sismo no afecta los
parámetros del suelo, tales como la cohesión, el ángulo de
fricción ø, y el peso unitario del suelo, las aceleraciones
sísmicas se tomaran como aceleración vertical (Kv) y aceleración
Horizontal (Kh).
Considerando una cimentación superficial, de base AD, empotrada de
forma horizontal, Df es la profundidad de empotramiento y B es el
ancho de la base de la cimentación con una relación Df/B≤ 1 , L es
la longitud de la cimentación y L>>B, α1 y α2 son los
ángulos de la cuña elástica ADE, en el caso estático
α1= α2= α, pero para el caso sísmico α1> α2, de
acuerdo con la dirección horizontal de la aceleración sísmica como
se muestra en la siguiente figura, el ángulo central de la cuña ADE
se denota con , en la figura las fuerzas que actúan en la
cimentación son denotadas como KhqudB y (1-K v)W1, en donde
qud es la capacidad portante ultima sísmica de la
cimentación, por debajo del suelo las fuerzas actuando dentro de la
zona de falla son K hW1 y (1-K v) para la zona I,
KhW2 and (1- Kv)W2 para la zona II y KhW3 and (1-Kv)W3 para la zona
III, donde W1, W2 y W3 son los pesos de las zonas I, II and III,
respectivamente[4]. Las sobrecargas actuando en el nivel de la
cimentación son KhcDf y (1-Kv)Df. En la figura 2ª, O es el foco de
la espiral OEF. el ángulo
central de la cuña está dado por:
En donde es el ángulo central de la espiral OEF
Ilustración 5
(
)
(
)
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Caso 1: c ≠ 0, =q=0 Caso 2: q ≠ 0, =c=0 Caso 3: ≠ 0,
c=q=0
Considerando el equilibrio de fuerzas horizontales figura 2 (b) se
tiene que:
a partir del equilibrio de fuerzas verticales se tiene que:
II. CONCLUSIONES
El estudio de las fuerzas sísmicas tiene que realizarse en conjunto
tanto como con el diseño de la superestructura como con el diseño
de la cimentación.
Para el cálculo de la capacidad portante sísmica es necesario tener
los valores de las aceleraciones verticales y horizontales de la
zona en donde se realiza el estudio.
Si se tiene en cuenta en la capacidad portante los factores de
corrección por sismo, se debe tener una mejor respuesta de la
estructura ante las solicitaciones normales como para las
solicitaciones por sismo
La capacidad portante sísmica debe ser evaluada experimentalmente
para que su empleo sea más confiable
REFERENCIAS
[1] U. of A. Pender, Michael(Department of Civil &
Environmental Engineering, “SEISMIC DESIGN AND PERFORMANCE OF
SURFACE FOUNDATIONS,” Geotech. ,Geological Earthq.
Eng., vol. 6, p. 27, 2007.
[2] C. di Prisco and F. Pisanò, “Seismic response of rigid shallow
footings,” Eur. J. Environ. Civ. Eng., vol. 15, no. sup1, pp.
185 – 221, Jan. 2011.
[3] J. Nij Patzán, “GUÍA PRACTICA PARA EL CALCULO DE CAPACIDAD DE
CARGA EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES, LOSAS DE CIMENTACIÓN, PILOTES
Y PILAS PERFORADAS,” Universidad de Sán Carlos de Guatemala,
2009.
[4] D. Choudhury and K. S. Subba Rao, “Seismic bearing capacity of
shallow strip footings,” Geotech. Geol. Eng., vol. 23, no. 4,
pp. 403 – 418, Aug. 2005.
[5] Das M. Braja. “Principios de Ingeniería de Cimentaciones.”
México: Thompson Editores, 1999 Capitulo 3
[6] “Determinación de la fórmula de capacidad portante de Terzaghi”
(http://es.scribd.com/doc/53379763/DETERMINACION-DE-LA
-FORMULA-DE-CAPACIDAD-PORTANTE-DE-TERZAGHI)