Losa de cimentacion

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