Table of Contents - GeoStru Software
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Contenuto<br />
1<br />
<strong>Table</strong> <strong>of</strong> <strong>Contents</strong><br />
1.<br />
1.1.<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
Activación ....................................................................................................................6<br />
del producto_2<br />
1.2.<br />
1.3.<br />
1.4.<br />
1.5.<br />
Auto-actualización<br />
....................................................................................................................13<br />
Copyright ....................................................................................................................13<br />
Servicio ....................................................................................................................13<br />
asistencia técnica al cliente<br />
Contactos ....................................................................................................................14<br />
2.<br />
2.1.<br />
UTILITY<br />
Tablas ....................................................................................................................16<br />
de conversión_2<br />
2.2.<br />
Database ....................................................................................................................17<br />
suelos<br />
3.<br />
3.1.<br />
NORMATIVA<br />
D.M. ....................................................................................................................22<br />
88 (TA)<br />
3.2.<br />
3.3.<br />
Eurocódigo ....................................................................................................................22<br />
7<br />
Eurocódigo ....................................................................................................................42<br />
8<br />
4.<br />
4.1.<br />
LOADCAP<br />
Datos ....................................................................................................................61<br />
generales<br />
4.1.1.<br />
Database terrenos ............................................................................................62
2<br />
Loadcap<br />
4.2.<br />
4.3.<br />
4.4.<br />
4.1.2.<br />
4.1.3.<br />
4.1.4.<br />
4.1.5.<br />
4.1.6.<br />
4.1.7.<br />
4.2.1.<br />
4.3.1.<br />
4.3.2.<br />
4.3.3.<br />
4.3.4.<br />
4.3.5.<br />
4.3.6.<br />
Datos sistema ............................................................................................62<br />
de cimentación<br />
Estratigrafía ............................................................................................66<br />
Administración ............................................................................................70<br />
ensayos<br />
Input gráfico ............................................................................................71<br />
Cargas<br />
............................................................................................71<br />
Cargas repartidas ............................................................................................73<br />
Carga ....................................................................................................................74<br />
última<br />
Módulo terraplenes ............................................................................................75<br />
Asientos ....................................................................................................................76<br />
Asientos edom. ............................................................................................76<br />
-Schmertmann<br />
Asientos elásticos ............................................................................................77<br />
Asientos Burland ............................................................................................77<br />
& Burbidge<br />
Asientos post-sísmicos<br />
............................................................................................77<br />
Comprobación ............................................................................................78<br />
de la licuefacción<br />
Asientos diferenciales ............................................................................................78<br />
Gráficos ....................................................................................................................81<br />
4.5.<br />
4.6.<br />
4.7.<br />
Vista ....................................................................................................................82<br />
Exportar ....................................................................................................................83<br />
Referencias ....................................................................................................................83<br />
Teóricas<br />
4.7.1.<br />
4.7.2.<br />
4.7.3.<br />
4.7.4.<br />
4.7.5.<br />
4.7.6.<br />
Correcciones ............................................................................................113<br />
sísmicas según PAOLUCCI & PECKER<br />
Capacidad ............................................................................................114<br />
Portante de cimentaciones en taludes<br />
Cálculo presiones ............................................................................................115<br />
terreno<br />
Normativa ............................................................................................120<br />
Bibliografía ............................................................................................122<br />
Cimentaciones ............................................................................................123<br />
circulares
Contenuto<br />
3<br />
5.<br />
Cómo configurar un nuevo proyecto<br />
6.<br />
Comandos de short cut
GEOSTRU SOFTWARE<br />
CAPITOLO<br />
I
GEOSTRU SOFTWARE Capitolo 1<br />
5<br />
<strong>GeoStru</strong> es una empresa que desarrolla s<strong>of</strong>tware técnico pr<strong>of</strong>esional para ingeniería,<br />
geotécnica, geología, geomecánica, hidrología y pruebas en los terrenos.<br />
Gracias a <strong>GeoStru</strong> es posible servirse de herramientas pr<strong>of</strong>esionales de gran eficacia. Los<br />
s<strong>of</strong>tware <strong>GeoStru</strong> son instrumentos completos, fiables (los algoritmos de cálculo son los<br />
más avanzados tecnológicamente en el campo de la investigación mundial), actualizados<br />
periódicamente, simples de usar, dotados de una interfaz gráfica intuitiva y siempre a la<br />
vanguardia.<br />
La atención que se pone en la asistencia a los clientes y en el desarrollo de s<strong>of</strong>tware<br />
siempre en línea con las modernas tecnologías ha permitido, en pocos años, la afirmación<br />
en los mercados internacionales. El s<strong>of</strong>tware, actualmente traducido en cinco idiomas y<br />
compatible con las normativas de cálculo internacionales, se utiliza en más de 50 países en<br />
todo el mundo.<br />
<strong>GeoStru</strong> participa en las principales ferias italianas, como SAIE en Boloña y GeoFluid en<br />
Piacenza, e internacionales, como SEEBE en Belgrado, Costruct EXPO en Rumania, etc.<br />
Hoy en día dirigirse a <strong>GeoStru</strong> significa no solamente adquirir un s<strong>of</strong>tware, sino también contar con<br />
un personal especializado que pone a disposición del cliente toda la experiencia adquirida.<br />
Muchos son los sectores en los cuales la empresa se ha especializado en el transcurso de los<br />
años. De hecho, la familia de productos <strong>GeoStru</strong> se subdivide en varias categorías:<br />
Estructuras;<br />
Geotécnica y geología;<br />
Geomecánica;<br />
Pruebas in situ;<br />
Hidrología e hidráulica;<br />
Topografía;<br />
Energía;<br />
Ge<strong>of</strong>ísica;<br />
Oficina.<br />
Además, dentro de los beneficios que <strong>of</strong>rece <strong>GeoStru</strong>, se cuenta con el servicio gratuito<br />
<strong>GeoStru</strong> Online que incluye aplicaciones s<strong>of</strong>tware para resolver las problemáticas más<br />
variadas.<br />
Para más información sobre los productos disponibles en español consulte nuestra página<br />
web http://www.geostru.com/ES<br />
Certificación ISO 9001<br />
© 2012 Geostru S<strong>of</strong>tware
6<br />
Capitolo 1<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
El 1 de junio de 2009 <strong>GeoStru</strong> S<strong>of</strong>tware obtiene la Certificación Empresarial UNI En ISO 9001, por parte<br />
de CVI Italia s.r.l., con certificación número 7007, para: Proyecto y venta de s<strong>of</strong>tware.<br />
1.1.<br />
Activación del producto_2<br />
SISTEMAS OPERATIVOS COMPATIBLES<br />
Windows 98/Windows XP/Windows Vista/Windows 7/Windows 8<br />
La versión TRIAL del s<strong>of</strong>tware permite apreciar las características generales de la aplicación,<br />
aunque algunas de sus funciones esenciales se encuentren desactivadas o en versión limitada.<br />
Para utilizar la versión completa del programa es necesario activarlo.<br />
El proceso de activación de los s<strong>of</strong>tware <strong>GeoStru</strong> sirve para desbloquear y hacer que los<br />
programas adquiridos funcionen inmediatamente. Es necesario activar los programas <strong>GeoStru</strong> en<br />
cada uno de los ordenadores donde se desea utilizarlos.<br />
Para activar los s<strong>of</strong>tware seguir los siguientes pasos:<br />
1. Descargar el programa de nuestra página web en "My <strong>GeoStru</strong> - S<strong>of</strong>tware Activos",<br />
guardar e instalarlo.<br />
2. Abrir el s<strong>of</strong>tware, después de unos segundos aparecerá la ventana de activación que<br />
permite usar el s<strong>of</strong>tware en modalidad TRIAL o activarlo.<br />
3. Hacer clic en el botón ''Ac t iv ar''.<br />
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GEOSTRU SOFTWARE Capitolo 1<br />
7<br />
La activación se puede llevar a cabo de varias maneras:<br />
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8<br />
Capitolo 1<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
Activación automática por Internet:<br />
Para poder activar automáticamente el s<strong>of</strong>tware, es necesario conectarse a Internet.<br />
a. Hacer clic en el botón "Ac t iv ac ión aut om át ic a por Int e rne t"<br />
b. Indicar los datos de login (username y password) emitidos por <strong>GeoStru</strong> en el momento del<br />
registro<br />
c. Hacer clic en el botón ''Ac t iv ar'': aparecerá un mensaje indicando que se ha efectuado el<br />
registro del s<strong>of</strong>tware.<br />
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GEOSTRU SOFTWARE Capitolo 1<br />
9<br />
Activación manual:<br />
Se puede efectuar la activación manual en el caso de que los sistemas de protección en red,<br />
como proxy y firewal, no permitan que la aplicación se comunique correctamente con los server<br />
de registro <strong>GeoStru</strong>.<br />
a. En la sección "Ac t iv ac ión m anual de M y Ge oSt ru", hacer clic en ''Nue v a Ac t iv ac ión'' en el<br />
s<strong>of</strong>tware a activar<br />
b. Copiar y pegar el código de control que ha generado el s<strong>of</strong>tware y que se muestra en la casilla<br />
c. Solicitar el nuevo código de registro<br />
d. Pegar dicho código en la casilla del código de registro<br />
e. Hacer clic en ''Ac t iv ar'': aparecerá un mensaje indicando que se ha efectuado el registro del<br />
s<strong>of</strong>tware.<br />
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10<br />
Capitolo 1<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
Activación por e-mail o por teléfono:<br />
La activación por e.mail o por teléfono permite que el usuario se registre con la ayuda de un<br />
operador <strong>GeoStru</strong>.<br />
a. Contactar con el personal <strong>GeoStru</strong> por e.mail o por teléfono indicando el código de control y el<br />
s<strong>of</strong>tware que lo ha generado<br />
b. Insertar, en la respectiva casilla de texto, el código de registro que dará <strong>GeoStru</strong><br />
c. Hacer clic en ''Ac t iv ar'': aparecerá un mensaje indicando que se ha efectuado el registro del<br />
s<strong>of</strong>tware.<br />
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GEOSTRU SOFTWARE Capitolo 1<br />
11<br />
Activación con llave hardware:<br />
Los usuarios que tengan llave hardware no deben llevar a cabo las operaciones de activación.<br />
Basta con insertar la llave en el ordenador antes de abrir la aplicación para que no aparezca el<br />
procedimiento de activación<br />
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12<br />
Capitolo 1<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
DESACTIVAR EL SOFTWARE<br />
Cuando se cuenta con conexión a Internet es posible desactivar el s<strong>of</strong>tware de una máquina para<br />
activarlo en otra.<br />
REPROGRAMAR LA LLAVE HARDWARE<br />
El procedimiento de reprogramación de la llave hardware dura poco. Requiere un mínimo de<br />
intervención de parte del usuario y se hace en dos fases:<br />
FASE 1. Detección del código de la llave.<br />
Para poder reprogramar la llave se necesita el código de la misma. El código ID aparece en la<br />
ventana que indica el tipo de llave que se está usando.<br />
FASE 2. Reprogramación de la llave.<br />
Esperar el correo electrónico que informa de la disponibilidad del s<strong>of</strong>tware para reprogramar la<br />
llave. Una vez recibido dicho correo, acceder a My <strong>GeoStru</strong>, en la sección "Doc um e nt os". Buscar<br />
el archivo con el código correspondiente al notificado por email y descargarlo. Descomprimir el<br />
archivo y ejecutarlo haciendo doble clic, asegurándose que la llave a reprogramar esté puesta en<br />
el PC (dejar vacío el campo para la inserción del password).<br />
Un mensaje indicará que se ha finalizado la operación.<br />
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GEOSTRU SOFTWARE Capitolo 1<br />
13<br />
1.2.<br />
Auto-actualización<br />
El s<strong>of</strong>tware cuenta con un sistema integrado de auto-update.<br />
Después de unos segundos de haber abierto el s<strong>of</strong>tware, pasando el puntero del mouse sobre la<br />
indicación de la versión (debajo a la derecha de la ventana principal: GEOSTRU-2012._._._), el<br />
usuario podrá verificar la disponibilidad o no de actualizar el programa.<br />
Si en un mensaje se avisa que está disponible una versión actualizada, entonces se puede<br />
actualizar automáticamente el s<strong>of</strong>tware haciendo clic en el respectivo icono.<br />
Si no hay actualizaciones disponibles, aparecerá el mensaje ''No updates available''.<br />
1.3.<br />
Copyright<br />
La información contenida en el presente documento está sujeta a cambios sin previo aviso.<br />
Si no está especificado, cualquier referencia a sociedades, nombres, datos y direcciones usada<br />
en las reproducciones de las pantallas y en los ejemplos es puramente casual y tiene como única<br />
finalidad ilustrar el uso del producto.<br />
El respeto de todas las leyes aplicables en materia de copyright está a cargo del usuario<br />
únicamente.<br />
Ninguna parte de este documento se puede reproducir en cualquier forma, electrónica o mecánica<br />
para utilizarla sin el previo permiso por escrito de parte de <strong>GeoStru</strong> S<strong>of</strong>tware. Sin embargo, si el<br />
usuario puede acceder solo electrónicamente, entonces será autorizado, con base en el presente<br />
documento, a imprimir una copia.<br />
1.4.<br />
Servicio asistencia técnica al cliente<br />
Para cualquier consulta sobre los productos <strong>GeoStru</strong>:<br />
- Consultar los documentos y otros materiales impresos.<br />
- Consultar Ayuda en línea.<br />
- Consultar la documentación técnica utilizada para el desarrollo del s<strong>of</strong>tware (página Web)<br />
- Consultar el área FAQ (página Web)<br />
- Consultar los servicios de asistencia de <strong>GeoStru</strong> (http://geostru.com/ES/assistenza.aspx )<br />
Hemos activado el servizio Ticket para responder a las solicitudes de asistencia de nuestros<br />
usuarios.<br />
El servicio, reservado a poseedores de licencias de uso vigentes de los programas <strong>GeoStru</strong>,<br />
permite el seguimiento directo de parte de nuestros especialistas y obtener respuesta a<br />
problemáticas inherentes a los s<strong>of</strong>tware (http://geostru.com/ES/assistenza.aspx ).<br />
Página Web: www.geostru.com<br />
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14<br />
Capitolo 1<br />
GEOSTRU SOFTWARE<br />
1.5.<br />
Contactos<br />
Skype Nick:<br />
geostru.s<strong>of</strong>tware_es<br />
geostru_support_it-eng-spa<br />
Web:<br />
www.geostru.com<br />
E-mail:<br />
info.es@geostru.com<br />
geostru@geostru.com<br />
Para más información sobre nuestros contactos, consultar la página Web.<br />
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UTILITY<br />
CAPITOLO<br />
II
16<br />
Capitolo 2<br />
UTILITY<br />
2.1.<br />
Tablas de conversión_2<br />
Inclinación (%) Ángulo (°) Inclinación (%) Ángulo (°)<br />
1 0.5729 26 14.5742<br />
2 1.1458 27 15.1096<br />
3 1.7184 28 15.6422<br />
4 2.2906 29 16.1722<br />
5 2.8624 30 16.6992<br />
6 3.4336 31 17.2234<br />
7 4.0042 32 17.7447<br />
8 4.5739 33 18.2629<br />
9 5.1428 34 18.7780<br />
10 5.7106 35 19.2900<br />
11 6.2773 36 19.7989<br />
12 6.8428 37 20.3045<br />
13 7.4069 38 20.8068<br />
14 7.9696 39 21.3058<br />
15 8.5308 40 21.8014<br />
16 9.0903 41 22.2936<br />
17 9.6480 42 22.7824<br />
18 10.2040 43 23.2677<br />
19 10.7580 44 23.7495<br />
20 11.3099 45 24.2277<br />
21 11.8598 46 24.7024<br />
22 12.4074 47 25.1735<br />
23 12.9528 48 25.6410<br />
24 13.4957 49 26.1049<br />
25 14.0362 50 26.5651<br />
Conversión de inclinación en grados<br />
De A Operación Factor<br />
N kg Dividir entre 9.8<br />
kN kg Multiplicar por 102<br />
kN Tonn Dividir entre 9.8<br />
kg N Multiplicar por 9.8<br />
kg kN Dividir entre 102<br />
Tonn kN Multiplicar por 9.8<br />
Conversión fuerzas: 1 Newton (N) = 1/9.81 Kg = 0.102 Kg ; 1 kN = 1000 N<br />
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UTILITY Capitolo 2<br />
17<br />
De A Operación Factor<br />
Tonn/m 2 kg/cm 2 Dividir entre 10<br />
kg/m 2 kg/cm 2 Dividir entre 10000<br />
Pa kg/cm 2 Dividir entre 98000<br />
kPa kg/cm 2 Dividir entre 98<br />
Mpa kg/cm 2 Multiplicar por 10.2<br />
kPa kg/m 2 Multiplicar por 102<br />
Mpa kg/m 2 Multiplicar por 102000<br />
Conversión presiones: 1 Pascal (Pa) = 1 Newton/m 2 ; 1 kPa = 1000 Pa; 1 MPa = 1000000<br />
Pa = 1000 kPa<br />
2.2.<br />
Database suelos<br />
Suelo Valor mínimo Valor máximo<br />
Arena suelta 0.48 1.60<br />
Arena medianamente compacta 0.96 8.00<br />
Arena compacta 6.40 12.80<br />
Arena arcillosa medianamente compacta 2.40 4.80<br />
Arena limosa medianamente compacta 2.40 4.80<br />
Arena y gravas compactas 10.00 30.00<br />
Terreno arcilloso con qu< 2 Kg/cm² 1.20 2.40<br />
Terreno arcilloso con 2< qu< 4 Kg/cm² 2.20 4.80<br />
Terreno arcilloso con qu> 2 Kg/cm² >4.80<br />
Valores aproximados del módulo de Winkler K en Kg/cm 3<br />
Suelo Valor mínimo Valor máximo<br />
Gravas secas 1800 2000<br />
Gravas húmedas 1900 2100<br />
Arena seca compacta 1700 2000<br />
Arena húmeda compacta 1900 2100<br />
Arena mojada compacta 2000 2200<br />
Arena seca suelta 1500 1800<br />
Arena húmeda suelta 1600 1900<br />
Arena mojada suelta 1900 2100<br />
Arcilla arenosa 1800 2200<br />
Arcilla dura 2000 2100<br />
Arcilla semisólida 1900 1950<br />
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18<br />
Capitolo 2<br />
UTILITY<br />
Suelo Valor mínimo Valor máximo<br />
Arcilla blanda 1800 1850<br />
Turba 1000 1100<br />
Valores aproximados del peso de volumen en Kg/cm 3<br />
Suelo Valor mínimo Valor máximo<br />
Gravas compactas 35 35<br />
Gravas sueltas 34 35<br />
Arena compacta 35 45<br />
Arena suelta 25 35<br />
Marga Arenosa 22 29<br />
Marga grasa 16 22<br />
Arcilla grasa 0 30<br />
Arcilla arenosa 16 28<br />
Limo 20 27<br />
Valores aproximados del ángulo de rozamiento , en grados, para suelos<br />
Suelo<br />
Valor<br />
Arcilla arenosa 0.20<br />
Arcilla blanda 0.10<br />
Arcilla plástica 0.25<br />
Arcilla semisólida 0.50<br />
Arcilla sólida 1<br />
Arcilla tenaz 2÷10<br />
Limo compacto 0.10<br />
Valores aproximados de la cohesión en Kg/cm 2<br />
Suelo<br />
Valor máximo de<br />
E<br />
Valor mínimo<br />
de E<br />
Arcilla muy blanda 153 20.4<br />
Arcilla blanda 255 51<br />
Arcilla media 510 153<br />
Arcilla dura 1020 510<br />
Arcilla arenosa 2550 255<br />
Loess 612 153<br />
Arena limosa 204 51<br />
Arena suelta 255 102<br />
Arena compacta 816 510<br />
Pizarra 51000 1530<br />
Limo 204 20.4<br />
Arena y gravas sueltas 1530 510<br />
Arena y gravas compactas 2040 1020<br />
Valores aproximados del módulo elástico, en Kg/cm 2 , para suelos<br />
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UTILITY Capitolo 2<br />
19<br />
Suelo<br />
Valor máximo<br />
de<br />
Valor mínimo<br />
de<br />
Arcilla saturada 0.5 0.4<br />
Arcilla no saturada 0.3 0.1<br />
Arcilla arenosa 0.3 0.2<br />
Limo 0.35 0.3<br />
Arena 1.0 -0.1<br />
Arena gravosa comúnmente usada 0.4 0.3<br />
Loess 0.3 0.1<br />
Hielo 0.36<br />
Hormigón 0.15<br />
Valores aproximados del coeficiente de Poisson para suelos<br />
Rocas Valor mínimo Valor máximo<br />
Pómez 500 1100<br />
Toba volcánica 1100 1750<br />
Caliza tobosa 1120 2000<br />
Arena gruesa seca 1400 1500<br />
Arena fina seca 1400 1600<br />
Arena fina húmeda 1900 2000<br />
Arenisca 1800 2700<br />
Arcilla seca 2000 2250<br />
Caliza tierna 2000 2400<br />
Travertino 2200 2500<br />
Dolomía 2300 2850<br />
Caliza compacta 2400 2700<br />
Traquita 2400 2800<br />
Pórfido 2450 2700<br />
Gneis 2500 2700<br />
Serpentina 2500 2750<br />
Granito 2550 2900<br />
Mármol sacaroideo 2700 2750<br />
Sienita 2700 3000<br />
Diorita 2750 3000<br />
Basalto 2750 3100<br />
Valores aproximados del peso específico de algunas rocas en Kg/m 3<br />
Rocas Valor mínimo Valor máximo<br />
Granito 45 60<br />
Dolerita 55 60<br />
Basalto 50 55<br />
Arenisca 35 50<br />
Pizarra 15 30<br />
Caliza 35 50<br />
Cuarcita 50 60<br />
Mármol 35 50<br />
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20<br />
Capitolo 2<br />
UTILITY<br />
Valores aproximados del ángulo de rozamiento , en grados, para rocas<br />
Rocas<br />
E<br />
Valor máximo Valor mínimo Valor máximo Valor mínimo<br />
Basalto 1071000 178500 0.32 0.27<br />
Granito 856800 142800 0.30 0.26<br />
Esquisto<br />
cristalino<br />
856800 71400 0.22 0.18<br />
Caliza 1071000 214200 0.45 0.24<br />
Caliza porosa 856800 35700 0.45 0.35<br />
Arenisca 428400 35700 0.45 0.20<br />
Pizarra 214200 35700 0.45 0.25<br />
Hormigón Variable 0.15<br />
Valores aproximados del módulo elástico y del coeficiente de Poisson para rocas<br />
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NORMATIVA<br />
CAPITOLO<br />
III
22<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
3.1.<br />
D.M. 88 (TA)<br />
La aplicación del D.M. 88 (tensión admisible) y sus sucesivas modificaciones es posible si se<br />
agrega el coeficiente sísmico, ver Ta. X.Y., horizontal Ko en función de las Categorías según el<br />
siguiente esquema:<br />
Categoría Ko Kv<br />
I 0.1 0<br />
II 0.07 0<br />
III 0.04 0<br />
De acuerdo con esta disposición, la razón:<br />
a g<br />
g<br />
C<br />
I<br />
R<br />
C: coeficiente de intensidad sísmica<br />
S 2<br />
C<br />
100<br />
S: grado de sismicidad (S =2)<br />
R: coeficiente de respuesta<br />
I: coeficiente de protección sísmica<br />
Véase también:<br />
Correcciones sísmicas; Cálculo de los factores de capacidad portante en condiciones<br />
sísmicas<br />
3.2.<br />
Eurocódigo 7<br />
El Eurocódigo 7 EN 1997 introduce, en las comprobaciones de estados límite estructurales y geotécnicos,<br />
enfoques de proyecto con diferentes combinaciones de grupos de coeficientes parciales para las<br />
acciones, las resistencias de los materiales y la resistencia global del sistema.<br />
Cada estado miembro de la UE emite el Anexo Nacional (National Annex, NA), o sea las especificaciones<br />
detalladas para aplicar las directrices de la norma EN 1997.<br />
Por ejemplo, el enfoque 1 se utiliza en el Reino Unido y en Portugal, el enfoque 2 en la mayor parte de los<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
23<br />
países europeos (Alemania, Eslovaquia, Italia...) para calcular la capacidad portante y el enfoque 3 en los<br />
Países Bajos y en la mayor parte de los países europeos para calcular la estabilidad de taludes.<br />
En las especificaciones se indican los valores de los coeficientes parciales a utilizar y se indican los<br />
enfoques a adoptar en las fases de proyecto de las diferentes obras (capacidad portante, anclajes,<br />
pantallas, muros de contención, etc.)<br />
Enfoques de proyecto<br />
2.4.7.3.4.2 Enfoque de proyecto 1<br />
1.Se debe comprobar, excepto para el proyecto de pilotes y anclajes bajo carga axil, que no<br />
se producirá un estado límite de rotura o deformación excesiva con ninguna de las<br />
siguientes combinaciones de conjuntos de coeficientes parciales:<br />
Com binación 1: A1 “+” M1 “+” R1<br />
Com binación 2: A2 “+” M2 “+” R1<br />
donde el "+" implica: "a combinar con".<br />
NOTA En las combinaciones 1 y 2, los coeficientes se aplican a las acciones y a los parámetros de<br />
resistencia del terreno.<br />
2. Se debe comprobar, para el proyecto de pilotes y anclajes bajo carga axil, que no se<br />
producirá un estado limite de rotura o deformación excesiva con ninguna de las siguientes<br />
combinaciones de conjuntos de coeficientes parciales:<br />
Com binación 1 : A1 “+” M1 “+” R1<br />
Com binación 2 : A2 “+” (M1 o M2) “+” R4<br />
NOTA 1 En la combinación 1, los coeficientes se aplican a las acciones y a los parámetros de resistencia<br />
del terreno. En la combinación 2, los coeficientes parciales se aplican a las acciones, a las resistencias<br />
del terreno y, en ocasiones, a los parámetros de resistencia del terreno.<br />
NOTA 2 En la combinación 2, el conjunto M1 se emplea para el cálculo de las resistencias de pilotes o<br />
anclajes, y el conjunto M2 para el cálculo de las acciones desfavorables en pilotes debidas, por ejemplo,<br />
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24<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
al rozamiento negativo o a las cargas transversales.<br />
3.Si es evidente que una o dos combinaciones condicionan el proyecto, no es necesario<br />
calcular el resto de combinaciones. Sin embargo, distintas combinaciones pueden ser<br />
críticas para diferentes aspectos del mismo proyecto.<br />
2.4.7.3.4.3 Enfoque de proyecto 2<br />
1.Se debe comprobar que no se producirá un estado límite de rotura o deformación excesiva<br />
con ninguna de las siguientes combinaciones de conjuntos de coeficientes parciales:<br />
Com binación: A1 “+” M1 “+” R2<br />
NOTA 1 En este enfoque, los coeficientes parciales de seguridad se aplican a las acciones o a los<br />
efectos de las acciones, y a las resistencias del terreno.<br />
NOTA 2 Si este enfoque se utiliza para los cálculos de la estabilidad general y de la estabilidad de la<br />
pendiente, el efecto resultante de las acciones sobre la superficie de rotura se multiplica por<br />
E y la<br />
resistencia global a cortante a lo largo de la superficie de rotura se divide por<br />
R;e.<br />
2.4.7.3.4.4 Enfoque de proyecto 3<br />
1.Se debe comprobar que no se producirá un estado límite de rotura o deformación excesiva<br />
con ninguna de las siguientes combinaciones de conjuntos de coeficientes parciales:<br />
Com binación: (A1* o A2†) “+” M2 “+” R3<br />
*en acciones estructurales<br />
†en acciones geotécnicas<br />
NOTA 1 Los coeficientes parciales se aplican, con este enfoque, a las acciones o los efectos de las<br />
acciones de la estructura y a los parámetros de resistencia del terreno.<br />
NOTA 2 Para el cálculo de la pendiente y la estabilidad global, se tratan las acciones sobre el suelo<br />
(acciones estructurales, cargas de tráfico) como cargas de tráfico, empleando el conjunto de<br />
coeficientes de carga A2.<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
25<br />
La tabla 3.1. Muestra los coeficientes parciales a usar en cada enfoque, dependiendo del tipo<br />
de estructura.<br />
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26<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
Structure<br />
Partial factors sets used in Design Approach...<br />
1 2 3<br />
Combination 1 Combination 2<br />
General A1+M1+R1 A2+M2+R1 A1+R2+M1 A1*(A2 )+M2+R3<br />
Slope A1+M1+R1 A2+M2+R1 E1+R2+M1 E2+M2+R3<br />
Piles and<br />
A1+M1+R1 A2+M1+R4 A1+R2+M1<br />
anchor-ages<br />
A1*(A2 )+M2+R3<br />
Tabla 3.1.- Est ado lím it e últ im o, e nfoque de proy e c t o (*e n ac c ione s e st ruc t urale s, + e n ac c ione s<br />
ge ot é c nic as)<br />
Design Approach 1 Combination 1 Combination 2<br />
A1 M1 R1 A2 M2 R1<br />
Permanent actions (G) Unfavourable G 1,35 1,0<br />
Favorable G,fav 1,0 1,0<br />
Variable actions (Q) Unfavourable Q 1,5 1,3<br />
Favorable Q,fav 0 0<br />
Coeff.<strong>of</strong> schearing resistance (tan )<br />
f<br />
1,0 1,25<br />
Effective cohesion (c') c' 1,0 1,25<br />
Undrained strength (cu) cu 1,0 1,4<br />
Unconfined compressive strength (q u<br />
) qu 1,0 1,4<br />
Weight density (γ)<br />
1,0 1,0<br />
g<br />
Resistance (R) R 1,0 1,0<br />
Tabla 3.2.- Magnitud relativa de los principales parámetros usando la Combinación 1 y usando la<br />
Combinación 2<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
27<br />
Design Approach 2<br />
A1 M1 R1<br />
Permanent actions (G) Unfavourable G 1,35<br />
Favorable G,fav 1,0<br />
Variable actions (Q) Unfavourable Q 1,5<br />
Favorable Q,fav 0<br />
Material properties(c)<br />
1,0<br />
M<br />
Material resistance (Rv) Rv 1,4<br />
Sliding resistance (Rh) Rh 1,1<br />
Earth resistance against retaining structures<br />
1,4<br />
....in slope<br />
Re<br />
1,1<br />
Tabla 3.3.- Magnitud relativa de los principales parámetros usando el enfoque de proyecto 2<br />
Design Approach 3<br />
A1 A2 M2 R3<br />
Permanent actions (G) Unfavourable G 1,35 1,0<br />
Favorable G,fav 1,0 1,0<br />
Variable actions (Q) Unfavourable Q 1,5 1,3<br />
Favorable Q,fav 0 0<br />
Coeff.<strong>of</strong> schearing resistance (tan )<br />
f<br />
1,25<br />
Effective cohesion (c') c' 1,25<br />
Undrained strength (cu) cu 1,4<br />
Unconfined compressive strength (q u<br />
) qu 1,4<br />
Weight density (γ)<br />
1,0<br />
g<br />
Resistance (R) (except for pile shaft in tension) R 1,0<br />
Pile shatf resistance in tension R,st 1,1<br />
Tabla 3.4.- Magnitud relativa de los principales parámetros usando el enfoque de proyecto 3<br />
Cimentaciones directas<br />
6.1 Generalidades<br />
1.Este capítulo se aplica a cimentaciones directas, que incluyen zapatas aisladas, zapatas<br />
corridas y losas.<br />
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28<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
2.Algunas de las disposiciones puede aplicarse a cimentaciones pr<strong>of</strong>undas, tales como<br />
cajones o pilotes de base ensanchada.<br />
6.2 Estados límite<br />
1.Los siguientes estados límite deben considerarse y debe elaborarse una lista apropiada de<br />
dichos estados.<br />
- pérdida de estabilidad global;<br />
- agotamiento de la capacidad portante, punzonamiento, extrusión;<br />
- rotura por deslizamiento;<br />
- rotura combinada en el terreno y en la estructura;<br />
- rotura estructural debida al deslizamiento de la cimentación;<br />
- asientos excesivos;<br />
- levantamiento (inestabilidad) excesivo debido a expansión, helada y otras causas;<br />
- vibraciones inadmisibles.<br />
6.3 Acciones y situaciones de proyecto<br />
1. Las situaciones de proyecto deben seleccionarse de acuerdo con el apartado 2.2.<br />
2. Las acciones enumeradas en el punto (4) del apartado 2.4.2 deberían considerarse cuando<br />
se seleccionen los estados límite para el cálculo.<br />
3. Si es significativa la rigidez estructural, deberá analizarse la interacci6n estructura-terreno<br />
para determinar la distribución de acciones.<br />
6.4 Consideraciones de proyecto y construcción<br />
1.Cuando se seleccione la pr<strong>of</strong>undidad de una cimentación directa deben considerarse los<br />
siguientes aspectos:<br />
- la posibilidad de alcanzar un estrato con la capacidad portante adecuada;<br />
-el espesor de suelo en el cual la retracción y expansión de los suelos arcillosos, debido<br />
a cambios estacionales, o a árboles y arbustos, puede producir desplazamientos<br />
apreciables;<br />
-la pr<strong>of</strong>undidad sobre la cual se pueden producir daños por helada;<br />
-el nivel freático y los problemas que se pueden producir si se precisa excavar la<br />
cimentación bajo el mismo;<br />
- los posibles desplazamientos del terreno y la disminución de la resistencia del estrato<br />
portante por filtraciones, efectos climáticos o los procesos constructivos;<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
29<br />
- los efectos de las excavaciones en las cimentaciones y estructuras próximas;<br />
- las excavaciones previstas para servicios cercanos a la cimentación;<br />
- las temperaturas altas o bajas transmitidas por el edificio;<br />
- la posibilidad de socavación;<br />
- los efectos de la variación de contenido de humedad, debida a largos periodos de<br />
sequía y posteriores periodos de lluvia, en las propiedades de suelos con inestabilidad<br />
de volumen presentes en áreas de clima árido;<br />
-la presencia de materiales solubles, por ejemplo caliza, yeso, rocas salinas.<br />
2. No se producirán daños por helada si:<br />
- el suelo no es sensible a la helada;<br />
- la cimentación se apoya por debajo del nivel de acción de la helada;<br />
- se elimina la acción de la helada por aislamiento.<br />
3. La Norma EN ISO 13793 puede aplicarse para establecer medidas de protección de la<br />
helada en cimentaciones de edificios.<br />
4. Además de cumplir con las condiciones de comportamiento, la anchura de cimentación de<br />
proyecto debe tener en cuenta cuestiones prácticas tales como la economía de los trabajos<br />
de excavación, las tolerancias de ejecución, los requisitos sobre espacio de trabajo y las<br />
dimensiones del muro o pilar sustentado por la cimentación<br />
5. Uno de los siguientes métodos de proyecto debe utilizarse para cimentaciones directas:<br />
- un método directo, en el cual se realizan análisis separados para cada estado limite.<br />
Cuando se compruebe un estado límite último, el cálculo debe representar fielmente<br />
el mecanismo de rotura previsto. Cuando se compruebe un estado límite de servicio,<br />
debe utilizarse un cálculo de asientos;<br />
- un método indirecto basado en experiencia comparable y en los resultados de<br />
mediciones u observaciones de campo o laboratorio, y adaptado a las cargas del<br />
estado límite de servicio, de modo que se satisfagan los requisitos de todos los<br />
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30<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
estados límite relevantes;<br />
- un método prescriptivo en el cual se utiliza una capacidad portante estimada (véase<br />
2.5).<br />
- un método indirecto basado en experiencia comparable y en los resultados de<br />
mediciones u observaciones de campo o laboratorio, y adaptado a las cargas del<br />
estado límite de servicio, de modo que se satisfagan los requisitos de todos los<br />
estados límite relevantes;<br />
- un método prescriptivo en el cual se utiliza una capacidad portante estimada (véase<br />
2.5).<br />
6. Se deberían aplicar los modelos de cálculo para estados límite último y de servicio de<br />
cimentaciones directas en suelo, dados respectivamente en los apartados 6.5 y 6.6. Las<br />
presiones de contacto estimadas para el proyecto de cimentaciones directas en roca se<br />
deberían aplicar según el apartado 6.7.<br />
6.5 Cálculo en estado límite último<br />
6.5.1 Estabilidad global<br />
1.La estabilidad global, con o sin las cimentaciones, debe comprobarse especialmente en las<br />
siguientes situaciones:<br />
- próximo a, o sobre una ladera o talud artificial;<br />
- en proximidad de una excavaci6n o un muro de contención;<br />
- en proximidad de un rio, un canal, un lago, un embalse o de la costa;<br />
- en proximidad de instalaciones mineras o de estructuras enterradas.<br />
2. Para las situaciones anteriores debe justificarse, utilizando los principios descritos en el<br />
capítulo II, que es suficientemente improbable que se produzca la inestabilidad de una masa<br />
de terreno que englobe la cimentación.<br />
6.5.2 Capacidad portante<br />
6.5.2.1 Generalidades<br />
1.Para todos los estados limite últimos debe cumplirse que:<br />
V d<br />
= R d<br />
[6.1]<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
31<br />
(2)R d<br />
debe calcularse de acuerdo con el apartado 2.4.<br />
(3)V d<br />
debe incluir el peso de la cimentación, el peso de cualquier material de relleno de la<br />
excavación del cimiento y todos los empujes de unitarios de tierras, sean favorables o<br />
desfavorables. Las presiones de agua que no sean debidas a la carga de cimentación deben<br />
incluirse como acciones.<br />
6.5.2.2 Método analítico<br />
1.Debería utilizarse un método analítico comúnmente reconocido.<br />
NOTA Puede utilizarse el procedimiento analítico para calculo de capacidad portante dado en el<br />
anexo D.<br />
2.Debe considerarse una evaluación analítica de los valores de R d<br />
a corto y largo plazo,<br />
especialmente en el caso de suelos de grano fino.<br />
3.Cuando el suelo o el macizo rocoso bajo una cimentación presente una estructura definida<br />
de estratificación u otras discontinuidades, el mecanismo de rotura supuesto, y los<br />
parámetros elegidos de resistencia o cortante y de deformación deben considerar las<br />
características estructurales del terreno.<br />
4.Cuando se calcule la capacidad portante de cálculo de una cimentación apoyada en<br />
depósitos estratificados, en los que las propiedades varíen considerablemente de uno a otro<br />
estrato, los valores de cálculo de los parámetros del terreno deben determinarse para cada<br />
estrato.<br />
5.En el caso en que una formación resistente se encuentra bajo una formación débil, la<br />
capacidad portante puede calcularse utilizando los parámetros resistentes de la formación<br />
débil. En la situación inversa, debería realizarse una comprobación a punzonamiento.<br />
6.Los métodos analíticos, con frecuencia, no son aplicables a las situaciones de proyecto que<br />
se describen en los puntos (3), (4) Y (5) del apartado 6.5.2.2. Para. determinar el<br />
mecanismo de rotura más desfavorable se debería recurrir entonces a métodos<br />
numéricos.<br />
7. Pueden aplicarse los cálculos de estabilidad global descritos en el capítulo 11<br />
6.5.2.3 Método semi-empírico<br />
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32<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
1.Puede utilizarse un método semi-empírico comúnmente reconocido.<br />
NOTA Se recomienda el método semi-empírico que figura en el anexo E para la estimación de<br />
la capacidad portante, en base a resultados de ensayos presiométricos<br />
6.5.3 Resistencia al deslizamiento<br />
1.Cuando la carga no sea perpendicular a la base de cimentación, los cimientos de ben<br />
comprobarse a rotura por deslizamiento en su base.<br />
2.Debe cumplirse la siguiente ecuación:<br />
H d<br />
= R d<br />
+ R p d<br />
[6.2]<br />
3.H d<br />
debe incluir los valores de cálculo de cualquier empuje activo que actué sobre la<br />
cimentación.<br />
4. R d<br />
debe calcularse de acuerdo con 2.4.<br />
5. Los valores de R d<br />
Y R p<br />
;d deberían relacionarse con la magnitud del desplazamiento<br />
previsto para el estado limite de carga considerado. Para desplazamientos grande s, se<br />
debería considerar la posible relevancia de un comportamiento post-pico. El valor elegido para<br />
R p;d<br />
debería reflejar la vida prevista para la estructura.<br />
6. Para cimentaciones apoyadas dentro de la zona de desplazamientos estacionales de suelos<br />
arcillosos, se debe considerar la posibilidad de que la arcilla se separe, por retracción, de las<br />
caras verticales del cimiento.<br />
7. Se debe considerar la posibilidad de que el suelo frente al cimiento sea eliminado por<br />
erosi6n o actividad humana.<br />
8. Para condiciones drenadas, la resistencia a cortante de cálculo, R d<br />
, debe calcularse<br />
aplicando los coeficientes parciales de las propiedades o la resistencia del terreno, de la forma<br />
siguiente:<br />
R d<br />
= V ' d<br />
tan d<br />
[6.3a]<br />
ó<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
33<br />
R d<br />
= (V ' d<br />
tan k<br />
)/ R;h<br />
[6.3b]<br />
NOTA En los procedimientos de proyecto en que los coeficientes se aplican a los efectos de<br />
las acciones, el coeficiente parcial para acciones ( F<br />
) es 1,0, y V' d<br />
= V' k<br />
en la ecuación (6.3b).<br />
9. Al determinar V' d<br />
debe considerarse si H d<br />
y V' d<br />
son acciones dependientes o independientes.<br />
10. El ángulo de rozamiento de cálculo, δ d<br />
, puede suponerse igual al valor de cálculo en ángulo<br />
efectivo de resistencia a cortante en estado critico, φ' c v,d<br />
, para cimentaciones hormigonadas<br />
in situ, e igual a 2/3 φ' c v;d<br />
para cimentaciones lisas prefabricadas. Se debería despreciar<br />
cualquier cohesión efectiva, c'.<br />
11. Para condiciones no drenadas, la resistencia a cortante de cálculo, Rd, debe calcularse<br />
aplicando los coeficientes parciales de las propiedades del terreno o su resistencia, de la forma<br />
siguiente:<br />
R d<br />
= A c u;d<br />
R d<br />
= A c u;d<br />
/ R;h<br />
ó<br />
[6.4a]<br />
[6.4b]<br />
12. Si es posible que agua o aire alcancen el contacto entre el cimiento y la arcilla no drenada<br />
subyacente, debe efectuarse la siguiente comprobación:<br />
R d<br />
= 0,4 V d<br />
[6.5]<br />
13. El requisito (6.5) solo puede obviarse si se evita por succión, en áreas en que no haya<br />
presión positiva de contacto, la formación de una junta entre cimiento y terreno.<br />
6.5.4 Cargas con grandes excentricidades<br />
1.Deben adoptarse precauciones especiales cuando la excentricidad de la carga supere 1/3 de<br />
la anchura de una zapata rectangular, o 0,6 veces el radio de una zapata circular.<br />
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34<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
Estas precauciones incluyen:<br />
- una revisión cuidadosa de los valores de cálculo de las acciones, de acuerdo con el<br />
apartado 2.4.2;<br />
- el diseño de la localización del borde del cimiento considerando el valor de las<br />
tolerancias constructivas.<br />
2.Salvo que se adopten precauciones constructivas especiales, deberían considerarse<br />
tolerancias de hasta 0,10 m.<br />
6.5.5 Rotura estructural debido a desplazamientos de la cimentación<br />
1.Deben considerarse los desplazamientos diferenciales verticales y horizontales de la<br />
cimentación para asegurar que no conducen a ningún estado límite último a la estructura<br />
sustentada.<br />
2.Puede adoptarse una capacidad portante estimada (véase 2.5) siempre que los<br />
desplazamientos no originen un estado limite ultimo en la estructura.<br />
3.En terreno susceptible de expansión, se debe evaluar el levantamiento diferencial potencial y<br />
proyectar las cimentaciones y la estructura de modo que puedan resistirlo o absorberlo.<br />
6.6 Cálculo en estado límite de servicio<br />
1.Deben considerarse los desplazamientos causados por las acciones sobre la cimentación,<br />
tal como se enumeran en el punto (4) del apartado 2.4.2. .<br />
2.En la evaluación de la magnitud de los desplazamientos de las cimentaciones, debe tenerse<br />
en cuenta la experiencia comparable, como se define en 1.5.2.2. Si es necesario, deben<br />
también realizarse cálculos de desplazamientos. .<br />
3.En arcillas blandas deben calcularse siempre de asientos.<br />
4.Para cimentaciones directas en arcillas rígidas y firmes en las Categorías geotécnicas 2 y 3,<br />
se deberían normalmente realizar cálculos de desplazamientos verticales (asientos). En el<br />
apartado 6.6.2 figuran métodos que pueden utilizarse para calcular asientos provocados<br />
por cargas sobre la cimentación.<br />
5.Las cargas de cálculo en estado límite de servicio deben utilizarse cuando se calculen<br />
desplazamientos de cimentaciones para comparación con los criterios de comportamiento<br />
en servicio (funcionalidad).<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
35<br />
6.Los cálculos de asientos no deberían considerarse como precisos. Tan solo proporcionan<br />
una indicación aproximada.<br />
7.Los desplazamientos de cimentaciones deben considerarse tanto en términos de<br />
desplazamiento global de la cimentación como de desplazamientos diferenciales entre<br />
partes de la cimentación.<br />
8.Cuando se calcule el incremento de tensiones en el terreno, y su influencia en la<br />
comprensibilidad de este último, debe considerarse el efecto de cimentaciones y rellenos<br />
vecinos.<br />
9.Debe evaluarse el posible rango de rotaciones relativas de las cimentaciones, y compararlo<br />
con los valores límite de desplazamientos que sean relevantes, según se indica en el<br />
apartado 2.4.9<br />
6.6.1 Asiento<br />
1.Los cálculos de asientos deben incluir tanto los instantáneos como los diferidos.<br />
2.Para suelos parcial o totalmente saturados deberían considerarse las tres componentes de<br />
asiento siguientes:<br />
- S o<br />
: asiento instantáneo; debido a deformación por cortante a volumen constante<br />
para suelo totalmente saturado y, debido tanto a deformación por cortante como a<br />
disminución de volumen para suelo parcialmente saturado;<br />
- S 1<br />
: asiento causado por consolidación;<br />
- S 2<br />
: asiento causado por fluencia.<br />
3. Deberían utilizarse métodos reconocidos para evaluar asientos.<br />
NOTA Pueden aplicarse los métodos para evaluar asientos S o<br />
y S 1<br />
que figuran en el anexo F.<br />
4. Se debería prestar especial atención a suelos tales como los orgánicos y las arcillas<br />
blandas, en los cuales los asientos pueden prolongarse en forma casi indefinida por fluencia<br />
5. La pr<strong>of</strong>undidad de suelo comprensible que se debería considerar para el cálculo de asiento<br />
debería ser función del tamaño y de la forma de la cimentación, de la variación de la rigidez del<br />
suelo con la pr<strong>of</strong>undidad y de la separación de los elementos de cimentación.<br />
6. Esta pr<strong>of</strong>undidad puede tomarse normalmente como aquella en que la tensión vertical<br />
efectiva debida a la cimentación es el 20% de la tensión efectiva debida al terreno.<br />
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36<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
7. En muchos casos esta pr<strong>of</strong>undidad solo puede estimarse de modo aproximado, como<br />
entre 1 y 2 veces la anchura de cimentación, pero puede reducirse para losas de cimentación<br />
más anchas, ligeramente cargadas.<br />
NOTA Esta aproximación no es válida para suelos muy blandos.<br />
8. Se debe evaluar cualquier posible asiento debido a la compactación del suelo por su propio<br />
peso.<br />
9. Deberían considerarse:<br />
- los posibles efectos del peso propio, de la inundación y de vibraciones en rellenos y<br />
suelos colapsables;<br />
- los efectos de los cambios de tensiones en arenas de partículas de baja resistencia.<br />
10. Deben adoptarse, según proceda, modelos lineales o no lineales de rigidez del terreno<br />
11. Para asegurar que no se produzca un estado límite de servicio, la determinación de<br />
asientos diferenciales y rotaciones relativas debe considerar tanto la distribución de cargas<br />
como la posible variabilidad del terreno<br />
12. Los cálculos de asientos diferenciales que ignoren la rigidez de la estructura tienden a<br />
sobreestimar dichos asientos. Puede utilizarse un análisis de interacción terreno-estructura<br />
para justificar unos valores reducidos de los asientos diferenciales.<br />
13. Debería preverse la existencia de asientos diferenciales debidos a la variabilidad del<br />
terreno, salvo que pudieran reducirse por la rigidez de la estructura.<br />
14. Para cimentaciones directas en terreno natural debería considerarse que normalmente<br />
habrá asientos diferenciales, aun cuando los cálculos pudieran prever solo asiento uniforme.<br />
15. Se debería estimar la inclinación de una cimentación excéntricamente cargada suponiendo<br />
una distribución lineal de presiones de contacto, y calculando entonces los asientos en las<br />
esquinas de la cimentación empleando los métodos descritos previamente de obtención de<br />
distribución de tensiones verticales en el terreno bajo cada esquina y de cálculo de asientos.<br />
16. Para estructuras convencionales cimentadas con arcillas, debería calcularse la razón de la<br />
capacidad portante del terreno para su resistencia a cortante inicial, en relación a la carga de<br />
servicio (véase 2.4.8 (4». Si esta razón es inferior a 3, deberían hacerse siempre cálculos de<br />
asientos. Si la razón es inferior a 2, los cálculos deberían considerar los efectos en el terreno<br />
de una rigidez no lineal.<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
37<br />
Método de análisis tensión-deformación<br />
El asiento total de una cimentación en un suelo coherente o sin cohesión puede evaluarse<br />
utilizando el método de cálculo de tensión-deformación, como se indica a continuación:<br />
- calculando la distribución de tensiones en el terreno debido a la carga transmitida por la<br />
cimentación, lo que puede basarse el cálculo en la teoría de la elasticidad, suponiendo<br />
en general que el suelo es homogéneo e isotrópico y que la distribución de tensiones,<br />
en el contacto cimentación-terreno, es lineal;<br />
- calculando las deformaciones resultantes en el terreno a partir de las tensiones,<br />
utilizando para ello los valores de los módulos de rigidez u otras relaciones de<br />
tensión-deformación determinadas a partir de ensayos de laboratorio<br />
(preferiblemente calibrados frente a ensayos de campo), o a partir de ensayos de<br />
campo;<br />
- integrando las deformaciones verticales para obtener los asientos; para utilizar el<br />
método de tensión-deformación se debería seleccionar un número suficiente de<br />
puntos en el terreno, por debajo de la cimentación, y determinar las tensiones y<br />
deformaciones en esos puntos.<br />
Método de elasticidad ajustada<br />
El asiento total de una cimentación en suelo coherente o sin cohesión puede evaluarse<br />
utilizando la teoría de la elasticidad y una ecuación de la forma:<br />
s<br />
p<br />
B<br />
E m<br />
f<br />
[F.1]<br />
donde:<br />
p<br />
E m<br />
es la presión de contacto, distribuida linealmente en la base de la cimentación;<br />
es el valor de cálculo del módulo de elasticidad. Si no se dispone de resultados<br />
útiles de asiento, medidos en estructuras similares del terreno, el valor de cálculo<br />
del módulo de Young drenado, E m<br />
, del terreno deformable puede estimarse a<br />
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38<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
partir de resultados de laboratorio de ensayos in situ;<br />
f es el coeficiente de asiento. Su valor depende de la forma y dimensiones del área<br />
de la cimentación, de la variación de rigidez del terreno con la pr<strong>of</strong>undidad del<br />
espesor de la formación comprensible, del coeficiente de Poisson, de la<br />
distribución de presiones de contacto y del punto en que se calcula el asiento;<br />
y los restantes definidos en 1.6<br />
El método de elasticidad ajustada debería usarse solo si las tensiones en el terreno son tales<br />
que no se produce una plastificación significativa, y que el comportamiento tensióndeformación<br />
del terreno puede considerarse lineal. Se necesita mucha precaución si se utiliza<br />
el método de elasticidad ajustada en el caso de un terreno heterogéneo.<br />
Asientos de consolidación<br />
Para calcular el asiento producido por consolidación, puede suponerse una deformación<br />
confinada unidimensional del suelo, y se usa para ello la curva del ensayo edométrico. La<br />
suma de los asientos en condiciones no drenadas y de consolidación conduce, en general, a<br />
sobreestimar el asiento total por lo que es necesario introducir correcciones empíricas.<br />
Asientos en función del tiempo<br />
En suelos coherentes el desarrollo en el tiempo del asiento de consolidación, antes de<br />
alcanzarse el final de la consolidación primaria, puede estimarse aproximadamente utilizando<br />
los parámetros de consolidación obtenidos en un ensayo de compresión. Sin embargo, el<br />
asiento de consolidación en función del tiempo debería obtenerse preferiblemente utilizando<br />
los valores de permeabilidad obtenidos en ensayos in situ.<br />
6.6.4 Análisis de vibraciones<br />
1.Las cimentaciones de estructuras sometidas a vibraciones o a cargas vibratorias, deben<br />
proyectarse para asegurar que las vibraciones no produzcan asientos excesivos.<br />
2.Deberían adoptarse precauciones para asegurar que no se produzca resonancia entre la<br />
frecuencia de la carga dinámica y una frecuencia crítica del sistema cimentación-terreno, y<br />
que no producirá licuefacción en el terreno.<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
39<br />
3.Las vibraciones debidas a terremotos deben considerarse utilizando la Norma EN 1998.<br />
6.7 Cimentaciones en roca: consideraciones de proyecto adicionales<br />
1. El cálculo de cimentaciones directas en roca debe considerar los siguientes aspectos:<br />
- la deformabilidad y resistencia del macizo rocoso y el asiento admisible de la<br />
estructura soportada;<br />
-la presencia de capas blandas, por ejemplo disoluciones o zonas de falla, bajo la<br />
cimentación;<br />
-la presencia de juntas de estratificación y otras discontinuidades y sus características<br />
(por ejemplo, relleno, continuidad, anchura, espaciamiento);<br />
- el estado de meteorización, descomposición y facturación de la roca;<br />
- la alteración del estado natural de la roca causada por actividades constructivas, tales<br />
como, por ejemplo, trabajos subterráneos o excavaciones de taludes cerca de la<br />
cimentación.<br />
2.Las cimentaciones directas en roca se pueden proyectar, normalmente, utilizando el<br />
método de estimación de la capacidad portante. Para rocas intactas ígneas, genéricas,<br />
calizas y areniscas de elevada resistencia, la capacidad portante estimada está limitada por<br />
la resistencia a compresión del hormigón de la cimentación.<br />
NOTA El método recomendado para estimar las capacidades portantes de las cimentaciones<br />
directas en roca figura en el anexo G<br />
El asiento de una cimentación se puede evaluar en base a experiencia comparable relacionada<br />
con la clasificación de macizos rocosos<br />
6.8 Cálculo estructural de las cimentaciones directas<br />
1.Se debe prevenir la rotura estructural de una cimentación directa de acuerdo con el<br />
apartado 2.4.6.4.<br />
2.La presión de contacto bajo una cimentación rígida puede suponerse linealmente distribuida.<br />
Puede usarse un análisis más detallado de la interacción suelo-estructura para justificar un<br />
proyecto más económico.<br />
3.La distribución de presiones de contacto bajo una cimentación flexible puede obtenerse<br />
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40<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
representando la cimentación como viga o losa apoyada sobre un medio continuo<br />
deformable o una serie de muelles, de rigidez y resistencia apropiadas.<br />
4.El comportamiento en servicio de una cimentación por zapata corrida o por losa debe<br />
comprobarse suponiendo la carga correspondiente a estado límite ultimo de servicio y una<br />
distribución de presión de contacto correspondiente a la deformación de la cimentación y<br />
del terreno.<br />
5.Para situaciones de proyecto con cargas concentradas que actúen sobre una cimentación<br />
corrida o una losa, las fuerzas y los momentos flectores en la cimentación pueden<br />
obtenerse a partir de un modelo de coeficientes de balasto, en elasticidad lineal. Los<br />
coeficientes de balasto pueden evaluarse por un análisis de asientos, con estimación<br />
apropiada de la distribución de presiones de contacto. Los coeficientes pueden ajustarse de<br />
modo que las presiones de contacto calculadas no superen los valores para los que puede<br />
suponerse comportamiento lineal.<br />
6.Los asientos totales y diferenciales de la estructura completa pueden calcularse de acuerdo<br />
con el apartado 6.6.2. A estos efectos, no suelen ser apropiados los modelos de<br />
coeficientes de balasto. Cuando la interacción terreno-estructura tenga un efecto<br />
dominante deberían utilizarse métodos más precisos tales como el método de elementos<br />
finitos.<br />
Cálculo en estado límite último<br />
Análisis de estabilidad de taludes<br />
En el análisis de la estabilidad global del terreno, suelo o roca, deben considerarse todos los<br />
modos de rotura relevantes.<br />
La masa de suelo o roca limitada por la superficie de rotura se debería tratar, normalmente,<br />
como un cuerpo rígido o como varios cuerpos rígidos moviéndose simultáneamente. Las<br />
superficies de rotura o de contacto entre cuerpos rígidos pueden tener toda una variedad de<br />
formas, que incluyen formas planas, circulares y de mayor complicación. Como alternativa,<br />
la estabilidad puede comprobarse por análisis límite o utilizando el método de elementos<br />
finitos.<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
41<br />
Si el terreno o el material de terraplén es relativamente homogéneo o isotrópico se debería<br />
suponer, normalmente, que las superficies de rotura son circulares.<br />
En el caso de taludes en suelos estratificados con variaciones considerables de la resistencia<br />
a cortante, debería prestarse especial atención a los estratos de menor resistencia a<br />
cortante. Puede requerirse analizar superficies de rotura no circulares.<br />
En materiales con diaclasas, incluyendo rocas duras y suelos estratificados o fisurados, la<br />
forma de la superficie de rotura puede regirse parcial o totalmente por las discontinuidades.<br />
En tal caso debería hacerse, normalmente, un análisis de cuñas en tres dimensiones.<br />
Las superficies de rotura de taludes existentes, que se pueden reactivar potencialmente,<br />
deberían analizarse considerando superficies tanto circulares como no circulares de rotura.<br />
Los coeficientes parciales utilizados normalmente para el análisis de estabilidad global<br />
pueden no ser apropiados en estos casos.<br />
Si no se puede suponer que la superficie de rotura sea bidimensional, debería considerarse la<br />
utilización de superficies de rotura tridimensionales.<br />
Un análisis de estabilidad de talud debería comprobar la estabilidad de la masa de suelo a<br />
vuelco y deslizamiento. Si se emplea un método de rebanadas y no se comprueba el<br />
equilibrio horizontal, las fuerzas entre rebanadas deberían suponerse horizontales.<br />
En los casos en que se puede producir una rotura combinada del terreno y de los miembros<br />
estructurales, debe considerarse la interacción terreno-estructura teniendo en cuenta la<br />
diferencia que existe entre sus relativas rigideces. Tales casos incluyen superficies de rotura<br />
que atraviesan elementos estructurales tales como pilotes y muros flexibles.<br />
Dado que al buscar la superficie de deslizamiento pésima no es posible distinguir entre<br />
cargas gravitatorias favorables y desfavorables, cualquier incertidumbre en el peso<br />
específico del terreno se debe considerar aplicando, para el mismo, los valores<br />
característicos superiores o inferiores.<br />
El proyecto debe mostrar que la deformación del terreno bajo acciones de cálculo debida a<br />
reptación o a asientos regionales no producirá daños inaceptables a estructuras o<br />
infraestructuras localizadas en, o cerca del, terreno particular.<br />
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42<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
3.3.<br />
Eurocódigo 8<br />
2.2.4 Medidas específicas<br />
2.2.4.2 Cimentaciones<br />
a).P La rigidez de la cimentación será la adecuada para transmitir al terreno, tan<br />
uniformemente como sea posible, las acciones recibidas de la superestructura.<br />
b). En general, debe utilizarse un único tipo de cimentación para una misma estructura, a<br />
menos que esta última consista en unidades dinámicamente independientes.<br />
3 Características del suelo y zona sísmica<br />
3.1 Condiciones del suelo<br />
3.1.2 Clasificación del suelo<br />
En general, la influencia de las condiciones locales del terreno sobre la acción sísmica será<br />
tenida en cuenta mediante la consideración de las tres clases de subsuelo A, B, C, D y E<br />
descritas por los perfiles topográficos y por los parámetros descritos a continuación.<br />
Nota: El esquema de clasificación del terreno que toma en cuenta la geología pr<strong>of</strong>unda utilizado en una nación se puede<br />
especificar en el apéndice nacional, que incluye los valores de los parámetros S, T B<br />
, T C<br />
e T D<br />
que definen el espectro de<br />
respuesta elástico horizontal y vertical.<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
43<br />
Tipo de<br />
Terreno<br />
A<br />
Descripción perfil estratigráfico Vs 30<br />
(m/s)<br />
N SPT<br />
(golpes/30<br />
cm)<br />
cu<br />
(kPa)<br />
Roca u otra formación geológica similar a >800<br />
roca, incluyendo como máximo 5 m de<br />
material más débil en superficie.<br />
B Depósitos de arena muy densa, gravas, 360-800 >50 >250<br />
o arcilla muy dura, de al menos, varias<br />
decenas de metros de espesor<br />
caracterizado por un incremento de las<br />
propiedades mecánicas en pr<strong>of</strong>undidad.<br />
C Depósitos pr<strong>of</strong>undos arena densa o de 180-360 15-50 70-250<br />
densidad media, grava o arcilla dura con<br />
un espesor de unas decenas de metros<br />
hasta muchos centenares de metros.<br />
D Depósitos de suelo suelto de cohesión
44<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
donde:<br />
h i<br />
y V i<br />
son el espesor en metros y la velocidad de la onda de cizalla, (con un nivel de deformación a<br />
cizalladura de 10-5 o menor), de la capa i-ésima, de un total de N, existentes en los primeros 30 m de<br />
pr<strong>of</strong>undidad<br />
4. Son necesarios estudios especiales para la definición de la actividad sísmica para aquellos lugares caracterizados por<br />
las clases de subsuelo S 1<br />
o S 2<br />
. En el caso particular del tipo S 2<br />
, se debe considerar la posible rotura en el suelo.<br />
Nota: Se requiere mayor atención si el depósito es de tipo S 1<br />
. Tales terrenos típicamente tienen valores muy bajos de<br />
Vs, bajos amortiguamientos internos y un intervalo muy amplio de comportamiento lineal y por lo tanto pueden producir<br />
amplificaciones sísmicas anómalas y efectos de interacción terreno-estructura (véase EN 1998-5:2004, sección 6). En<br />
este caso se requiere un estudio especial para definir la acción sísmica, con el fin de establecer la dependencia del<br />
espectro de respuesta del espesor y del valor de Vs del estrato de arcilla/limo poco cohesivo y del contrasto de rigidez<br />
entre este estrato y los materiales subyacentes.<br />
3.2 Acción sísmica<br />
3.2.1 Zonas sísmicas<br />
1. Se subdividirán los territorios nacionales en zonas sísmicas en función de la peligrosidad<br />
local. Por definición, la peligrosidad dentro de cada zona se puede suponer constante.<br />
2.Para la mayoría de las aplicaciones de este Eurocódigo, la peligrosidad se describe en<br />
términos de un único parámetro, que es la aceleración máxima del terreno de referencia a gR<br />
, para terreno tipo A. En las partes correspondientes del Eurocódigo8 se dan parámetros<br />
adicionales requeridos para tipos específicos de estructuras.<br />
Nota: El concepto de aceleración máxima del terreno de referencia ag R<br />
de un terreno tipo A, utilizado en un país o en<br />
parte del mismo, puede derivarse de los mapas zonación del anexo nacional.<br />
3. La aceleración máxima de referencia, seleccionada por las autoridades nacionales para cada<br />
zona sísmica, correspondiéndole un periodo de retorno de referencia TNCR, de la acción<br />
sísmica para el requisito de no colapso, (o equivalentemente, con la probabilidad de<br />
superación de 50 años, PNCR), escogido por las autoridades nacionales. Para este periodo<br />
de retorno se le asigna un factor de importancia igual a 1. Para periodos de retorno<br />
diferentes al de referencia, la aceleración de proyecto en terrenos tipo A, ag, se define de la<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
45<br />
siguiente forma: g gR a ·a 1 = γ<br />
4.En los casos de baja sismicidad, se pueden usar, para ciertas categorías de estructuras,<br />
procedimientos de diseño sísmico simplificados.<br />
Nota: La selección de las categorías de estructuras, tipos de terreno y zonas sísmicas en un país donde se aplican las<br />
disposiciones de baja sismicidad se puede encontrar en el anexo nacional.<br />
Se aconseja considerar casos de baja sismicidad, aquellos en los que la aceleración de proyecto del suelo<br />
en terreno tipo A, ag, no es mayor que 0,08g (0,78 m/s 2 ), o aquellos donde el producto ag·S no es mayor que<br />
0,1 g (0,98 m/s 2 ). La selección del valor de ag, o el del producto ag·S, que será usado en un país para definir el valor<br />
límite en casos de baja sismicidad, se puede encontrar en el anexo nacional.<br />
5. En los casos de muy baja sismicidad, no es necesario observar las disposiciones del EN<br />
1998.<br />
3.2.2 Representación básica de la acción sísmica<br />
3.2.2.1 Generalidades<br />
1.En el ámbito de aplicación de EN 1998 el movimiento sísmico en un punto dado de la<br />
superficie se representa generalmente por un espectro elástico de respuesta de la<br />
aceleración del suelo, llamado “espectro elástico de respuesta”.<br />
2.La forma del espectro de respuesta, se admite por igual para los dos niveles de la acción<br />
sísmica, tanto para el requisito de no colapso, como para el requisito de limitación de daño.<br />
3.La acción sísmica horizontal se describe mediante dos componentes ortogonales,<br />
consideradas independientes y representadas por el mismo espectro de respuesta.<br />
4.Para las tres componentes de la acción sísmica, se puede adoptar uno o más formas del<br />
espectro de respuesta, dependiendo del origen sísmico y de la magnitud de los terremotos<br />
generados por ellos.<br />
3.2.2.2 Espectro elástico de respuesta horizontal<br />
1.Para las componentes horizontales de la acción sísmica, el espectro de respuesta de la<br />
acción sísmica se define de la siguiente manera (véase figura 3.1):<br />
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46<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
0<br />
T<br />
TB<br />
: Se<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
1<br />
T<br />
TB<br />
2,<br />
5<br />
1<br />
3.<br />
2<br />
TB<br />
T<br />
TC<br />
: Se<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2,<br />
5<br />
3.<br />
3<br />
TC<br />
T<br />
TD<br />
: Se<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2,<br />
5<br />
T<br />
TB<br />
3.<br />
4<br />
TD<br />
T<br />
4 s<br />
: Se<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2,<br />
5<br />
TC<br />
TD<br />
T<br />
3.<br />
5<br />
donde:<br />
S e<br />
(T )<br />
es el espectro de respuesta elástica<br />
T<br />
es el periodo de vibración de un sistema lineal con un grado de libertad<br />
a g<br />
es la aceleración de proyecto del suelo en un terreno di tipo A (a g<br />
= I<br />
a g<br />
R)<br />
T B<br />
es el límite inferior del periodo del tramo constante de la aceleración<br />
espectral<br />
T C<br />
es el límite superior del periodo del tramo constante de la aceleración<br />
espectral<br />
T D<br />
es el valor que define el comienzo del tramo de desplazamiento constante<br />
del espectro de respuesta<br />
S<br />
es el factor de suelo<br />
η es el factor corrección del amortiguamiento, con un valor de referencia η=<br />
1 para un amortiguamiento viscoso del 5%. Véase punto (3)<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
47<br />
Figura 3.1-Forma del espectro elástico de respuesta horizontal<br />
2. Los valores de los periodos y del factor S de suelo, descritos en la forma del espectro de<br />
respuesta elástico, dependen del tipo de terreno.<br />
Nota 1: Los valores a asignar a T B<br />
, T C<br />
, T D<br />
y S con cada tipo de suelo y cada tipo (forma) de espectro a utilizar en un<br />
país se pueden consultar en el anexo nacional. Si no se tiene en cuenta la geología pr<strong>of</strong>unda [véase punto 3.1.2(1)], se<br />
recomienda escoger uno de los dos tipos de espectros: Tipo 1 o Tipo 2. Si los terremotos que más contribuyen al riesgo<br />
sísmico definido para el lugar, tienen una magnitud de la onda de superficie Ms, no mayor de 5,5, se recomienda adoptar<br />
un espectro del Tipo 2. Para las diferentes clases de terreno A, B, C, D, E, los valores de los parámetros S, T B<br />
, T C<br />
, T D<br />
están dados en las tablas 3.2 y 3.3, para el espectro Tipo 1 y Tipo 2 respectivamente. La figura 3.2 y la figura 3.3<br />
muestran las formas de los espectros recomendados de Tipo 1 y Tipo 2, respectivamente, normalizados respecto a a g<br />
,<br />
para un amortiguamiento del 5%. Espectros diferentes se pueden definir en el anexo nacional, si se tiene en cuenta la<br />
geología pr<strong>of</strong>unda.<br />
Tipo de terreno S T B<br />
(s) T C<br />
(s) T D<br />
(s)<br />
A 1,0 0,15 0,4 2,0<br />
B 1,2 0,15 0,5 2,0<br />
C 1,15 0,20 0,6 2,0<br />
D 1,35 0,20 0,8 2,0<br />
E 1,4 0,15 0,15 2,0<br />
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48<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
Tabla 3.2-Valores recomendados de los parámetros que describen el espectro de respuesta Tipo 1<br />
Tipo di terreno S T B<br />
(s) T C<br />
(s) T D<br />
(s)<br />
A 1,0 0,05 0,25 1,2<br />
B 1,35 0,05 0,25 1,2<br />
C 1,5 0,10 0,25 1,2<br />
D 1,8 0,10 0,30 1,2<br />
E 1,6 0,05 0,25 1,2<br />
Tabla 3.2-Valores recomendados de los parámetros que describen el espectro de respuesta Tipo2<br />
Figura 3.2- Espectro elástico de respuesta Tipo 1, recomendado para las clases de terreno de A a E (5% de<br />
amortiguamiento)<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
49<br />
Figura 3.3- Espectro elástico de respuesta Tipo 2, recomendado para las clases de terreno de A a E (5% de<br />
amortiguamiento)<br />
Nota 2: Para las clases de terreno S 1<br />
y S 2<br />
, los valores de S, T B<br />
, T C<br />
e T D<br />
se deben establecer mediante estudios<br />
especiales.<br />
3. El valor del factor de corrección del amortiguamiento η puede determinarse mediante la<br />
expresión:<br />
10 / 5 0,<br />
55<br />
(3.6)<br />
donde:<br />
es el valor de la razón de amortiguamiento viscoso de la estructura expresada en<br />
porcentaje.<br />
4. Si para estudios especiales tiene que considerarse una razón de amortiguamiento viscoso<br />
diferente del 5%, su valor se indicará en las partes del EN 1998 que corresponda.<br />
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50<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
5. Se podrá obtener el espectro elástico de respuesta del desplazamiento, S De<br />
(T), por<br />
transformación directa del espectro elástico de respuesta de la aceleración, S e<br />
(T), usando la<br />
siguiente expresión:<br />
2<br />
T<br />
SDe T Se<br />
T<br />
(3.7)<br />
2<br />
6. Se recomienda que la expresión se aplique para periodos de vibración que no excedan los 4<br />
seg. Para estructuras con periodos de vibración más largos de 4,0 seg., se puede efectuar<br />
una definición más completa del espectro elástico, en términos de desplazamiento.<br />
Espectro elástico de respuesta vertical<br />
1. La componente vertical de la acción sísmica será representada por el espectro elástico de<br />
respuesta, S v e<br />
(T), mediante las expresiones (3.8)-(3.11).<br />
Nota Los valores de T B<br />
, T C<br />
, T D<br />
y a v g<br />
en cada tipo (forma) de espectro vertical a utilizar en un país se encuentran en el<br />
respectivo anexo nacional. Se recomienda el utilizo de dos tipos de espectros verticales: Tipo 1 y Tipo 2. El criterio de<br />
elección del tipo de espectro es el mismo que en la componente horizontal.<br />
0<br />
T<br />
TB<br />
: Sve<br />
T<br />
avg<br />
1<br />
T<br />
TB<br />
3,<br />
0<br />
1<br />
3.<br />
8<br />
TB<br />
T<br />
TC<br />
: Sve<br />
T<br />
avg<br />
3,<br />
0<br />
3.<br />
9<br />
TC<br />
T<br />
TD<br />
: Sve<br />
T<br />
avg<br />
3,<br />
0<br />
TC<br />
T<br />
3.<br />
10<br />
TD<br />
T<br />
4 s<br />
: Sve<br />
T<br />
ag<br />
3,<br />
0<br />
TC<br />
TD<br />
2<br />
T<br />
3.<br />
11<br />
Espectro a vg<br />
/a g<br />
T B<br />
(s) T C<br />
(s) T D<br />
(s)<br />
Tipo 1 0,90 0,05 0,15 1,0<br />
Tipo 2 0,45 0,05 0,15 1,0<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
51<br />
Tabla 3.4- Valores recomendados para los parámetros que describen el espectro de respuesta elástico vertical<br />
2. Para evitar hacer análisis estructurales inelásticos en la fase de diseño, la capacidad de<br />
disipación de energía de la estructura, esencialmente mediante el comportamiento dúctil de<br />
sus elementos y/o otros mecanismos, se tiene en cuenta con la realización de un análisis<br />
lineal basado en un espectro de respuesta reducido con respecto al elástico, llamado<br />
"espectro de cálculo". Esta reducción se consigue introduciendo q.<br />
3. El factor de comportamiento q representa una aproximación del cociente entre las fuerzas<br />
sísmicas que la estructura experimentaría si su respuesta fuese completamente elástica,<br />
con un amortiguamiento viscoso del 5%, y las fuerzas sísmicas mínimas que mediante un<br />
modelo lineal convencional pueden considerarse en el cálculo. Los valores del factor de<br />
comportamiento q, que tienen en cuenta la influencia de un amortiguamiento diferente del<br />
5%, están dados, para los diferentes materiales y sistemas estructurales según sus<br />
relativas clases de ductilidad, en los apartados del EN 1998. El valor del factor de<br />
comportamiento q puede ser diferente en las direcciones horizontales de la estructura,<br />
aunque la clasificación de ductibilidad debe ser la misma en todas las direcciones.<br />
4.Respecto la componente horizontal de la acción sísmica del espectro de diseño, S d<br />
(T), se<br />
define con las siguientes expresiones:<br />
0<br />
T<br />
TB<br />
: Sve<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2<br />
3<br />
T<br />
TB<br />
2,<br />
5<br />
q<br />
2<br />
3<br />
3.<br />
13<br />
TB<br />
T<br />
TC<br />
: Sd<br />
T<br />
avg<br />
S<br />
2,<br />
5<br />
q<br />
3.<br />
14<br />
TC<br />
T<br />
TD<br />
: Sd<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2,<br />
5<br />
q<br />
ag<br />
TC<br />
T<br />
3.<br />
15<br />
TD<br />
T : Sd<br />
T<br />
ag<br />
S<br />
2,<br />
5 TC<br />
TD<br />
q 2<br />
T<br />
3.<br />
16<br />
ag<br />
donde:<br />
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52<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
a g<br />
, S, T C<br />
e T D<br />
se define en el punto 3.2.2.2<br />
S d<br />
(T )<br />
q<br />
β<br />
es el espectro de diseño<br />
es el factor de comportamiento<br />
es el factor del límite inferior para el espectro de diseño horizontal<br />
Nota: El valor de β para un pais se encuentra en el respectivo anexo nacional. El valor recomendado es 0,2.<br />
5. En cuanto la componente vertical de la acción sísmica el espectro de diseño está dado por<br />
las expresiones de (3.13) a (3.16), con la aceleración de proyecto del terreno en dirección<br />
vertical, sustituyendo ag con a vg<br />
, considerando S igual a 1,0 y con los otros parámetros<br />
como han sido definidos en el punto 3.2.2.3.<br />
6. En general se recomienda adoptar, para la componente vertical de la acción sísmica, un<br />
factor de comportamiento q hasta 1,5 para todos los materiales y estructuras.<br />
7.Se recomienda que la adopción de valores de q mayores que 1,5 en la dirección vertical se<br />
justifique con un análisis adecuado.<br />
8. El espectro de diseño, tal como se ha definido anteriormente, no es suficiente para<br />
proyectar estructuras aisladas en la base o dotadas de sistemas para la disipación de<br />
energía.<br />
3.2.3 Alternative representations <strong>of</strong> the seismic action<br />
3.2.3.1 Time - history representation<br />
3.2.3.1.1 General<br />
(1)P The seismic motion may also be represented in terms <strong>of</strong> ground acceleration time-histories and related quantities<br />
(velocity and displacement).<br />
(2)P When a spatial model is required, the seismic motion shall consist <strong>of</strong> three simultaneously acting accelerograms.<br />
The same accelerogram may not be used simultaneously along both horizontal directions. Simplifications are possible in<br />
accordance with the relevant Parts <strong>of</strong> EN 1998.<br />
(3) Depending on the nature <strong>of</strong> the application and on the information actually available, the description <strong>of</strong> the seismic<br />
motion may be made by using artificial accelerograms (see 3.2.3.1.2) and recorded or simulated accelerograms (see<br />
3.2.3.1.3).<br />
3.2.3.1.2 Artificial accelerograms<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
53<br />
1. (1)P Artificial accelerograms shall be generated so as to match the elastic response spectra given in 3.2.2.2 and<br />
3.2.2.3 for 5% viscous damping (ξ = 5%).<br />
2. (2)P The duration <strong>of</strong> the accelerograms shall be consistent with the magnitude and the other relevant features <strong>of</strong> the<br />
seismic event underlying the establishment <strong>of</strong> ag.<br />
3. (3) When site-specific data are not available, the minimum duration Ts <strong>of</strong> the stationary part <strong>of</strong> the accelerograms<br />
should be equal to 10 s.<br />
4. (4) The suite <strong>of</strong> artificial accelerograms should observe the following rules:<br />
a) a minimum <strong>of</strong> 3 accelerograms should be used;<br />
b) the mean <strong>of</strong> the zero period spectral response acceleration values (calculated from the individual time histories) should<br />
not be smaller than the value <strong>of</strong> ag.S for the site in question.<br />
c) in the range <strong>of</strong> periods between 0,2T1 and 2T1, where T1 is the fundamental period <strong>of</strong> the structure in the direction<br />
where the accelerogram will be applied; no value <strong>of</strong> the mean 5% damping elastic spectrum, calculated from all time<br />
histories, should be less than 90% <strong>of</strong> the corresponding value <strong>of</strong> the 5% damping elastic response spectrum.<br />
3.2.3.1.3 Recorded or simulated accelerograms<br />
(1)P Recorded accelerograms, or accelerograms generated through a physical simulation <strong>of</strong> source and travel path<br />
mechanisms, may be used, provided that the samples used are adequately qualified with regard to the seismogenetic<br />
features <strong>of</strong> the sources and to the soil conditions appropriate to the site, and their values are scaled to the value <strong>of</strong> ag.S<br />
for the zone under consideration.<br />
(2)P For soil amplification analyses and for dynamic slope stability verifications see EN 1998-5:2004, 2.2.<br />
(3) The suite <strong>of</strong> recorded or simulated accelerograms to be used should satisfy 3.2.3.1.2(4).<br />
3.2.3.2 Spatial model <strong>of</strong> the seismic action<br />
(1)P For structures with special characteristics such that the assumption <strong>of</strong> the same excitation at all support points<br />
cannot reasonably be made, spatial models <strong>of</strong> the seismic action shall be used (see 3.2.2.1(8)).<br />
(2)P Such spatial models shall be consistent with the elastic response spectra used for the basic definition <strong>of</strong> the seismic<br />
action in accordance with 3.2.2.2 and 3.2.2.3.<br />
3.2.4 Combinations <strong>of</strong> the seismic action with other actions<br />
(1)P The design value Ed <strong>of</strong> the effects <strong>of</strong> actions in the seismic design situation shall be determined in accordance with<br />
EN 1990:2002, 6.4.3.4.<br />
(2)P The inertial effects <strong>of</strong> the design seismic action shall be evaluated by taking into account the presence <strong>of</strong> the<br />
masses associated with all gravity loads appearing in the following combination <strong>of</strong> actions:<br />
G k, j ' ''<br />
E,<br />
i Qk,<br />
i<br />
' (3.17)<br />
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54<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
where:<br />
E,i<br />
is the combination coefficient for variable action i (see 4.2.4).<br />
(3) The combination coefficients ψE,i take into account the likelihood <strong>of</strong> the loads Qk,i not being present over the entire<br />
structure during the earthquake. These coefficients may also account for a reduced participation <strong>of</strong> masses in the motion<br />
<strong>of</strong> the structure due to the non-rigid connection between them.<br />
(4) Values <strong>of</strong> ψ2,i are given in EN 1990:2002 and values <strong>of</strong> ψE,i for buildings or other types <strong>of</strong> structures are given in the<br />
relevant parts <strong>of</strong> EN 1998.<br />
Seismic bearing capacity <strong>of</strong> shallow foundations<br />
F.1 General expression. The stability against seismic bearing capacity failure <strong>of</strong> a shallow strip footing resting on the<br />
surface <strong>of</strong> homogeneous soil, may be checked with the following expression relating the soil strength, the design action<br />
effects (N Ed<br />
, V Ed<br />
,M Ed<br />
) at the foundation level, and the inertia forces in the soil.<br />
N<br />
a<br />
1<br />
1<br />
c<br />
eF<br />
T<br />
k<br />
mF<br />
k'<br />
V<br />
N<br />
b<br />
N<br />
c'<br />
M<br />
1 fF M<br />
c k<br />
k'<br />
1 mF<br />
c<br />
M<br />
N<br />
d<br />
1<br />
0<br />
(F.1)<br />
where:<br />
N<br />
RdNEd<br />
,<br />
Nmax<br />
V<br />
RdVEd<br />
,<br />
Nmax<br />
M<br />
RdMEd<br />
,<br />
BNmax<br />
(F.2)<br />
N max<br />
B<br />
F<br />
γ Rd<br />
is the ultimate bearing capacity <strong>of</strong> the foundation under a vertical centered load, defined in F.2 and F.3;<br />
is the foundation width;<br />
is the dimensionless soil inertia force defined in F.2 and F.3;<br />
is the model partial factor (values for this parameter are given in F.6).<br />
a, b, c, d, e, f, m, k, k', c T<br />
, c M<br />
, c' M<br />
, β, γ are numerical parameters depending on the type <strong>of</strong> soil, defined in F.4.<br />
F.2 Purely cohesive soil. For purely cohesive soils or saturated cohesionless soils the ultimate bearing capacity under a<br />
vertical concentric load N max<br />
is given by<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
55<br />
N max<br />
2<br />
c<br />
B<br />
M<br />
(F.3)<br />
where:<br />
c is the undrained shear strength <strong>of</strong> soil, cu, for cohesive soil, or the cyclic undrained shear strength, cy ,u<br />
,<br />
cohesionless soils;<br />
M<br />
is the partial factor for material properties (see 3.1 (3)).<br />
The dimensionless soil inertia force F is given by<br />
F<br />
ag<br />
S<br />
c<br />
B<br />
(F.4)<br />
ρ is the unit mass <strong>of</strong> the soil;<br />
a g<br />
is the design ground acceleration on type A ground (a g<br />
= γ I<br />
a gR<br />
);<br />
a gR<br />
γ I<br />
is the reference peak ground acceleration on type A ground;<br />
is the importance factor;<br />
S is the soil factor defined in EN 1998-1:2004, 3.2.2.2.<br />
The following constraints apply to the general bearing capacity expression<br />
0 N 1;<br />
V l<br />
(F.5)<br />
F.3 Purely cohesionless soil. For purely dry cohesionless soils or for saturated cohesionless soils without significant pore<br />
pressure building the ultimate bearing capacity <strong>of</strong> the foundation under a vertical centered load N max<br />
is given by<br />
1 a<br />
N g v 2<br />
max 1 B N<br />
2 g<br />
(F.6)<br />
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56<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
where<br />
g<br />
a v<br />
N γ<br />
is the acceleration <strong>of</strong> gravity;<br />
is the vertical ground acceleration, that may be taken as being equal to 0,5a g<br />
S<br />
and<br />
is the bearing capacity factor, a function <strong>of</strong> the design angle <strong>of</strong> the shearing resistance <strong>of</strong> soil φ d<br />
(which<br />
includes the partial factor for material property γ M<br />
<strong>of</strong> 3.1(3), see E.4).<br />
Note: φ d<br />
is the design value <strong>of</strong> the angle <strong>of</strong> shearing resistance <strong>of</strong> soil i.e.<br />
' d<br />
tan<br />
1<br />
tan<br />
'<br />
The dimensionless soil inertia force F is given by:<br />
F<br />
ag<br />
g tan<br />
d<br />
(F.7)<br />
The following constraint applies to the general expression<br />
k'<br />
0 N 1 mF<br />
(F.8)<br />
F4 Numerical parameters. The values <strong>of</strong> the numerical parameters in the general bearing capacity expression, depending<br />
on the types <strong>of</strong> soil identified in F.2 and F.3, are given in <strong>Table</strong> F.1.<br />
Purely cohesive soil Purely cohesionless soil<br />
a 0,70 0,92<br />
b 1,29 1,25<br />
c 2,14 0,92<br />
d 1,81 1,25<br />
e 0,21 0,41<br />
f 0,44 0,32<br />
m 0,21 0,96<br />
k 1,22 1,00<br />
k' 1,00 0,39<br />
c T<br />
2,00 1,14<br />
c M<br />
2,00 1,01<br />
c M '<br />
1,00 1,01<br />
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NORMATIVA Capitolo 3<br />
57<br />
β 2,57 2,90<br />
γ 1,85 2,80<br />
<strong>Table</strong> F.1 — Values <strong>of</strong> numerical parameters used in expression (F.1)<br />
F.5 In most common situations F may be taken as being equal to 0 for cohesive soils. For cohesionless soils F may be<br />
neglected if a g·S < 0,1 g (i.e., if a g·S < 0,98 m/s2).<br />
F.6 The model partial factor Rd<br />
takes the values indicated in <strong>Table</strong> F.2<br />
Medium-dense<br />
to dense sand<br />
Loose dry<br />
sand<br />
Loose saturated<br />
sand<br />
Non sensitive<br />
clay<br />
Sensitive clay<br />
1,00 1,15 1,50 1,00 1,15<br />
<strong>Table</strong> F.2 — Values <strong>of</strong> the model partial factor γ Rd<br />
Estabilidad de taludes<br />
Métodos de análisis<br />
La respuesta de los taludes terremoto de proyecto se debe calcular o mediante<br />
métodos aceptados en el análisis dinámico (como elementos finitos o modelos de<br />
bloques rígidos), o bien mediante métodos pseudo-estáticos simplificados, siempre que<br />
la superficie topográfica y el perfil estratigráfico del terreno no presenten irregularidades<br />
muy marcadas.<br />
Se introducen fuerzas de inercia verticales y horizontales aplicadas a cada porción de la<br />
masa de terreno y de posibles fuerzas de gravedad que actúen en la cumbre del talud.<br />
Las fuerzas de inercia sísmicas de proyecto para análisis pseudo-estáticos se debe<br />
asumir como a continuación:<br />
F H<br />
= 0,5<br />
S W en dirección horizontal<br />
F V<br />
= ± 0,5 F H<br />
en dirección vertical if the ratio avg/ag is greater than 0,6,<br />
F V<br />
= ± 0,33 F H<br />
en dirección vertical if the ratio avg/ag is not greater than 0,6.<br />
Donde:<br />
es el factor de aceleración de proyecto,<br />
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58<br />
Capitolo 3<br />
NORMATIVA<br />
S parámetro que caracteriza el tipo de suelo<br />
W es el peso de la masa de terreno sujeta a deslizamiento<br />
Al seleccionar a se debe considerar un factor de amplificación topográfica.<br />
Los métodos pseudo-estáticos no se debe usar en caso de terrenos sujetos a elevadas<br />
presiones intersticiales o a un degrado significativo de la rigidez con carga cíclica. El<br />
incremento de presiones intersticiales se debería estimar mediante pruebas<br />
experimentales. En ausencia de tales pruebas y en fase de diseño preliminar, tal<br />
incremento se puede estimado mediante correlaciones empíricas.<br />
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LOADCAP<br />
CAPITOLO<br />
IV
60<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Loadcap<br />
Es un s<strong>of</strong>tware para el cálculo de la carga<br />
última de cimentaciones en terrenos sueltos<br />
y rocosos que permite efectuar el cálculo de<br />
los factores de capacidad portante. Para<br />
cada método de cálculo es posible hacer el<br />
análisis en condiciones drenadas y sin<br />
drenaje.<br />
El programa lleva a cabo además el cálculo<br />
de los asientos elásticos, edométricos,<br />
Schmertmann, Burland y Burbidge, efectúa la<br />
comprobación a Licuefacción con Método de<br />
Seed y Idris (1971).<br />
Módulos opcionales<br />
3D Settlements: cálculo de los asientos con<br />
interferencia tridimensional de las áreas de<br />
carga. Las áreas de carga pueden ser de<br />
forma circular o rectangular. Cálculo de los<br />
asientos diferenciales, gráfico de la línea de<br />
secciones, gráfico de los asientos, gráfico de<br />
las curvas de isoasiento, importación de las<br />
áreas de carga de archivos DXF.<br />
Road Embankments: Análisis y cálculo de<br />
terraplenes de carretera y ferroviarios.<br />
Otras características importantes<br />
Número ilimitado de estratos;<br />
Vista del bulbo tensiones y de las cuñas de<br />
rotura;<br />
Interpretación de los ensayos penetrométricos<br />
dinámicos según: Meyerh<strong>of</strong>, Sanglerat y Peck<br />
Hanson Thorburn Meyerh<strong>of</strong>;<br />
Librería de texturas litológicas.<br />
Cálculo de los asientos en un punto cualquiera al<br />
interno o al externo de la cimentación.<br />
Sismo<br />
Input Datos<br />
Función anular deshacer en multiniveles;<br />
Input numérico en forma tabular;<br />
Input gráfico;<br />
Conversión automática de las unidades de<br />
medida.<br />
Normativa de cálculo<br />
Eurocódigos 7/8<br />
British Codes BS8004<br />
Norme tecniche costruzioni (NTC 2008)<br />
NTC - Circolare 2 Febbraio 2009, n. 617, C.<br />
S.L.LPP.<br />
Métodos de cálculo<br />
Carga últ im a e n sue los sue lt os:<br />
Hansen, Vesic, Terzaghi, Meyerh<strong>of</strong>, EC-8<br />
Carga últ im a e n roc a:<br />
Terzaghi, Zienkiewicz<br />
Asie nt os:<br />
Edométricos, Schemertmann, elásticos, Burland<br />
Burbidge, diferenciales<br />
Cálc ulo de t e nsione s:<br />
Boussinesq,Westergaard;<br />
Com probac ión de la lic ue fac c ión:<br />
Seed Idris<br />
Análisis pseudo estático con:<br />
Shikhiev & Jakovlev, Paolucci Pecker,Richards,<br />
NTC 2008 Circolare applicativa.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
61<br />
Novedades de esta versión<br />
Para las novedades de esta versión consultar Change Log<br />
4.1.<br />
Datos generales<br />
Datos Generales<br />
Permite incluir los datos del proyecto corriente:<br />
Descripción;<br />
Proyectista;<br />
Cliente;<br />
Fecha.<br />
Zona<br />
Escribiendo la localidad en este orden: calle xxxx, ciudad, provincia, país, se especificará<br />
automáticamente el lugar de trabajo. Alternativamente se pueden asignar las coordenadas con el<br />
sistema WGS84 en grados decimales. La zona aparecerá en las impresiones generales y será<br />
utilizada como localización sísmica (véase Fig.4.1.1).<br />
Figura 4.1.1-Loc alizac ión de la zona de t rabajo<br />
Para poder identificar la zona, el sistema requiere la conexión a internet.<br />
Tipo de terreno<br />
Seleccionar entre terreno suelto o roca, dependiendo del tipo de suelo donde se encuentra la<br />
cimentación.<br />
En el caso de cimentaciones en roca, el programa adecúa automáticamente la ventana datos<br />
sobre la estratigrafía (ej. RQD).<br />
Corrección parámetros<br />
En caso de suelos predominantemente arenosos, Terzaghi sugiere aplicar una corrección a los<br />
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62<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
parámetros geotécnicos de cálculo, o sea reducir la cohesión a 2/3 y la tangente del ángulo de<br />
resistencia al corte a 0,67·tan .<br />
Comentario<br />
Se aconseja aplicar tales correcciones solo con el cálculo M1.<br />
Acción sísmica<br />
Con el fin de estimar los efectos sísmicos, en esta fase es oportuno seleccionar la normativa<br />
sísmica de referencia y los métodos de cálculo a usar.<br />
4.1.1.<br />
Database terrenos<br />
Database terrenos<br />
Este comando permite administrar una base de datos de terrenos a través de una ventana de<br />
diálogo subdividida en tres columnas: en la columna izquierda se presenta la nomenclatura, en la<br />
central los parámetros geotécnicos y en la derecha las imágenes bitmap asociadas con cada<br />
litología.<br />
Nuevo terreno<br />
Para agregar una nueva litología colocarse con un clic sobre Terrenos en la columna izquierda,<br />
activar el menú de selección rápida con la tecla derecha del mouse y seleccionar Nuevo. En la<br />
lista cada litología se identifica con el Código que le haya asignado el usuario (columna central).<br />
Para cada nuevo terreno es necesario introducir los parámetros geotécnicos requeridos según su<br />
clasificación como suelo con cohesión o sin cohesión.<br />
Textura<br />
Para asociar una textura a una litología presente en el database, seleccionar con un clic una<br />
imagen bitmap de las que se muestran en la columna de la derecha y desplazarla, manteniendo<br />
apretado el mouse, hasta Textura. Si en cambio lo que se desea es solo darle un color, colocarse<br />
con el mouse sobre Texturas y seleccionar un color de la paleta que aparece haciendo click.<br />
Eliminar terreno<br />
Para eliminar una litología del database colocarse con un clic sobre la litología que se debe borrar,<br />
activar el menú de selección rápida con el lado derecho del mouse y seleccionar Eliminar.<br />
4.1.2.<br />
Datos sistema de cimentación<br />
Con este comando LoadCap permite definir todos los datos geométricos relativos al<br />
tipos de cimentación seleccionada: zapata corrida, aislada, losa, cimentación circular; a<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
63<br />
la presenza de una subcimentación; del perfil del terreno y de la pr<strong>of</strong>undidad del nivel<br />
freático.<br />
Zapata corrida<br />
Considera la tipología de cimentación en zapata corrida.<br />
Aislada<br />
Considera la tipología de zapata aislada.<br />
Losas<br />
Considera la tipología losa de cimentación.<br />
Circular<br />
Considera la tipología de cimentación circular.<br />
Longitud cimentación (m)<br />
Longitud de la cimentación en metros (se desactiva cuando la tipología es una cimentación<br />
circular).<br />
Anchura cimentación (m)<br />
Anchura de la cimentación en metros (corresponde al Diámetro si es una cimentación circular).<br />
Base cimentación a la derecha (m)<br />
Amplitud del ala derecha de la cimentación en metros. (se desactiva si es de tipo losa o<br />
cimentación circular).<br />
Base cimentación a la izquierda (m)<br />
Amplitud del ala izquierda de la cimentación en metros. (se desactiva si es de tipo losa o<br />
cimentación circular).<br />
Altura inferior cimentación (m)<br />
Altura de la parte inferior en metros.<br />
Altura superior cimentación (m)<br />
Altura de la parte superior en metros. (se desactiva si la tipología es una losa).<br />
Pr<strong>of</strong>undidad plano de cimentación<br />
Pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación en metros.<br />
Altura de empotramiento<br />
Representa la altura del terreno por encima del plano de cimentación considerada en el término<br />
(Nq x gamma x D) de la carga última.<br />
Esta opción es útil cuando hay planos de cimentación situados a algunos metros de pr<strong>of</strong>undidad<br />
del plano del terreno, para los cuales la carga última podría asumir valores muy altos.<br />
Inclinación del plano de cimentación<br />
Representa la inclinación del plano de cimentación en grados, positiva cuando es en sentido de<br />
las agujas del reloj.<br />
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64<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
65<br />
Si se selecciona la opción el programa efectúa el cálculo de la carga última considerando la<br />
pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación introducida en el punto anterior. En caso<br />
contrario, el programa asigna el valor de la altura de empotramiento a la variable D. En<br />
presencia de cimentaciones con plano completa o parcialmente enterrado, la excesiva<br />
pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación puede llevar a valores elevados de la capacidad<br />
de carga debido al valor elevado del término (g·D·Nq), por lo tanto puede ser útil<br />
llevar efectuar el cálculo con la latura de empotramiento, deseleccionando la opción<br />
de arriba, introduciendo el empotramiento efectivo de la cimentación en el terreno.<br />
Subcimentación, Saliente , Altura<br />
Indican respectivamente el saliente y la altura de la subcimentación en metros. También en este<br />
caso se le puede asignar a la estructura, una textura entre las propuestas a la derecha de la<br />
ventana.<br />
Extensión terreno a la izquierda<br />
Insertar la extensión del plano del terreno a la izquierda.<br />
Extensión terreno a la derecha<br />
Insertar la extensión del plano del terreno a la derecha.<br />
Inclinación talud<br />
Representa la inclinación del talud en grados, positiva cuando es en sentido de las agujas del<br />
reloj, respectivamente a la izquierda y a la derecha de la cimentación.<br />
Distancia cimentación talud<br />
Representa la distancia de la cimentación al talud en metros, respectivamente a la izquierda y a la<br />
derecha de la cimentación.<br />
Pr<strong>of</strong>undidad nivel freático del PC<br />
Pr<strong>of</strong>undidad del nivel freático medida a partir del plano del terreno. Para niveles freáticos que<br />
coinciden con el plano del terreno introducir como pr<strong>of</strong>undidad de nivel freático 1 cm.<br />
Seleccionado con un clic las cotas en el gráfico del tipo de cimentación elegida, se<br />
resaltan los campos asociadas a las mismas.<br />
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66<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
4.1.3.<br />
Estratigrafía<br />
Muestra una tabla donde se introducen los parámetros geotécnicos de cada estrato y la textura a<br />
asociada al mismo:<br />
N°<br />
Número del estrato. (Se colocan por orden de número)<br />
Nota: Para un correcto funcionamiento del programa los estratos se asignan desde arriba hacia abajo.<br />
DB Terrenos<br />
Muestra un database de terrenos con las respectivas características geotécnicas.<br />
Hs (m)<br />
Altura del estrato en metros.<br />
P.U.V. (G k<br />
)<br />
Peso específico del suelo.<br />
P. E. S. saturado (G k<br />
Saturado)<br />
Peso específico del suelo saturado.<br />
Para análisis efectuados en términos de tensiones totales, aún sin nivel freático se debe<br />
indicar el peso específico del suelo saturado.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
67<br />
Fi K<br />
Parámetros característico de la resistencia al corte del suelo. En presencia de nivel freático se debe<br />
insertar el parámetro eficaz para el análisis en condiciones drenadas, ó cero en condiciones no drenadas.<br />
Cohesión (c k<br />
)<br />
Cohesión suelo. En presencia de nivel freático insertar el parámetro eficaz para condiciones con drenaje,<br />
y el parámetro total en condiciones no drenadas.<br />
Cohesión no drenada (CU k<br />
)<br />
Indicar el parámetro total de la cohesión del suelo para análisis en condiciones no drenadas.<br />
Módulo Elástico<br />
Módulo de elasticidad o de Young del terreno. Este parámetro es necesario para calcular los asientos de<br />
Schmertmann, si no se inserta tal valor los asientos se calculan con el método edométrico (ovviamente<br />
debe estar indicado el valor del módulo edométrico). En presencia del módulo de Young y del módulo<br />
Edométrico se da preferencia a éste último y los asientos calculados son edométricos.<br />
Módulo Edométrico<br />
Módulo de deformación obtenido de ensayos edométricos (condiciones de expansión lateral impedida).<br />
Este parámetro es necesario para estimar los asientos con el módulo edométrico. Si se asigna el Módulo<br />
de Young y no el Edométrico, los asientos se calculan con el método de Schmertmann.<br />
Datos adicionales<br />
Activa una ventana de diálogo donde se piden otros datos necesarios para estimar los asientos en los<br />
terrenos con cohesión y los asientos post sísmicos.<br />
Cs (Coefic ie nt e de c onsolidac ión se c undaria): parámetro obtenido del ramo de consolidación secundaria<br />
de un ensayo edométrico; su valor es necesario para estimar del asiento de naturaleza viscosa.<br />
Cv (Coefic ie nt e de c onsolidac ión v e rt ic al prim aria): parámetro necesario para estimar los asientos en el<br />
tiempo con el método monodimensional de Terzaghi.<br />
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68<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Los parámetros RR y CR son necesarios en el caso de que non se haga referencia la módulo edométrico.<br />
Para evaluar los asientos post sísm ic os es necesario especificar el índice de los vacíos, el índice de<br />
plasticidad, el módulo de corte estático, el índice de compresión y el coeficiente experimental alfa.<br />
Texturas<br />
Colocándose en esta celda y haciendo clic con el lado derecho del mouse, se muestran las opciones de<br />
selección rápida, entre las cuales Color Est rat o. Seleccionando esta opción se se le da al<br />
correspondiente estrato un color de los presentes en la paleta de colores . Para insertar las texturas<br />
seleccionar con un clic la imagen bitmap deseada entre las propuestas en Con cohesión, Sin cohesión,<br />
Rocas y Otros; teniendo apretado el mouse, arrastrar la textura en la celda Texture. Para personalizar<br />
las texturas se propone un editor de texturas que se abre haciendo con doble clic (o lado derecho del<br />
mouse) sobre una de las ya existentes: el editor de bitmap permite modificar las ya existentes o crear<br />
nuevas para guardarlas con nombre.<br />
Descripción<br />
En esta celda el usuario puede escribir un texto para describir la litología correspondiente.<br />
Si en datos generales se ha seleccionado t ipo de t e rre no roc a, entonces en la tabla<br />
estratigrafía se requerirá, para cada estrato, el parámetro RQD (Rock Quality<br />
Designation). Asignar un valor comprendido entre 0 y 1.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
69<br />
Nspt - Liquefacción<br />
En presencia de terrenos constituidos por arenas sueltas bajo nivel freático, incluso si contienen una<br />
fracción fina limo-arcillosa, se debe verificar la susceptibilidad a licuefacción con uno de los métodos<br />
generalmente adoptados en ingeniería geotécnica. En tal aplicación se aplica la metodología propuesta<br />
por el CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche/Consejo Nacional de las Investigaciones) y aconsejada por<br />
el GNDT (Gruppo Nazionale di Difesa dai Terremoti/Grupo Nacional de Defensa contra los Terremotos).<br />
Clay Fraction %<br />
Porcentaje de fracción fina limo-arcillosa.<br />
Nspt<br />
Número promedio de golpes en el estrato obtenido con un ensayo SPT.<br />
Los datos insertados en la tabla descrita valen también para el cálculo de los asientos<br />
con el Método de Burland y Burbidge..<br />
Comportamiento geotécnico<br />
Indicar si el estrato es con o sin cohesión.<br />
Inclinación estrato<br />
Indicar la inclinación del estrato.<br />
Coeficiente de Poisson<br />
Coeficiente de Poisson del estrato. Este valor es indispensable para el cálculo de los incrementos de<br />
tensiones debajo de la cimentación con el método de Westergaard.<br />
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70<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Verificación al deslizamiento - Colapso por desplazamiento<br />
En conformidad con los criterios del proyecto sobre el estado límite último, la estabilidad se debe<br />
verificar con respecto al colapso por desplazamiento y con respecto a la la rotura general. En relación al<br />
colapso por desplazamiento, la resistencia se calcula como la suma de un factor debido a la adhesión y<br />
otro debido al rozamiento cimentación-terreno. La resistencia lateral que deriva del empuje pasivo del<br />
terreno se puede considerar de acuerdo al porcentaje que indique el usuario.<br />
Adhesión terreno cimentación<br />
Insertar el valor de la adhesión en la unida de medida indicada.<br />
Rozamiento terreno cimentación<br />
Insertar el valor del ángulo de resistencia la corte en grados en la base de la cimentación aislada.<br />
Fracción empuje pasivo<br />
Indicar el porcentaje de empuje pasivo a considerare en la verificación de colapso por desplazamiento.<br />
Si no se introducen los datos indicados en la columna Colapso por de splazam ie nt o, el<br />
s<strong>of</strong>tware asumirá automáticamente los datos geotécnicos del estrato en el que se apoya<br />
la cimentación.<br />
Advertencia<br />
Para la verificación al deslizamiento es necesario insertar las acciones verticales y<br />
horizontales con el comando Cargas.<br />
4.1.4.<br />
Administración ensayos<br />
Loadcap está en interfaz con los s<strong>of</strong>tware de elaboración de ensayos penetrométricos y de creación de<br />
columnas estratigráficas Dynamic Probing, Static Probing, Stratigrapher, MP, etc., producidos por<br />
<strong>GeoStru</strong> S<strong>of</strong>tware.<br />
Para importar una estratigrafía construida con estos programas seleccionar el comando Administración<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
71<br />
ensayos del menú Estratigrafía terreno.<br />
Con la importación de la estratigrafía se asignan también las características<br />
geotécnicas de los estratos en la unidad de medida corriente.<br />
4.1.5.<br />
Input gráfico<br />
Introducir estrato<br />
Para introducir gráficamente un estrato seleccionar el comando, colocarse con el mouse sobre la<br />
estratigrafía por debajo de la cimentación y hacer clic. Se mostrará una ventana donde se<br />
propone la cota correspondiente al lugar del clic.<br />
Modificar espesor<br />
Para modificar gráficamente el espesor de un estrato seleccionar el comando, colocarse con el<br />
mouse sobre la estratigrafía y hacer clic. Se mostrará una ventana donde se puede introducir la<br />
nueva pr<strong>of</strong>undidad del estrato.<br />
Asignar terreno<br />
Para asignar gráficamente los parámetros geotécnicos de un estrato seleccionar el comando,<br />
colocarse con el cursor sobre el estrato y después de hacer clic elegir una de las litologías del<br />
database.<br />
Los terrenos presentes en la lista son parte del database terrenos.<br />
Eliminar estrato<br />
Para eliminar gráficamente un estrato seleccionar el comando, colocarse con el mouse sobre el<br />
estrato que se debe borrar y hacer clic.<br />
4.1.6.<br />
Cargas<br />
Las cargas sobre la cimentación se diferencian entre c argas de proy e c t o o de se rv ic io. Ambos tipos se<br />
deben introducir respetando las convenciones indicadas en la fig. 4.1.6.1<br />
Las c argas de proy e c t o se usan para estimar la carga última. Los valores a introducir son de proyecto<br />
por lo tanto tendrán que ser asignados en caso de que se realice una comprobación al estado límite<br />
último y comprenden los coeficientes de amplificación de las acciones.<br />
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72<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Las c argas de se rv ic io se usan para el cálculo de los asientos. Se pueden asignar al mismo tiempo varias<br />
combinaciones de carga de proyecto y de servicio para efectuar el cálculo según la normativa.<br />
El tipo de carga, proyecto o servicio, se selecciona en la última columna (Tipo).<br />
En lugar de las cargas se puede asignar la presión normal de proyecto.<br />
Figura 4.1.6.1- Conv e nc ión de l signo de las solic it ac ione s<br />
Los botones "Generar combinación" y "Asignar cargas" que aparecen en esta ventana activan,<br />
respectivamente, el número y el tipo de combinaciones a adoptar según la norma a seguir seleccionada y<br />
un valor orientativo de la presión normal de proyecto, en caso de que este valor no esté disponible.<br />
Advertencia:<br />
LoadCap no calcula el peso de la cimentación<br />
Cálculo automático de las presiones sobre el terreno<br />
LoadCap, una vez que se han indicado los componentes N, Mx, My, calcula en automático la presión que<br />
la cimentación transmite al terreno.<br />
Cálculo online del esfuerzo normal<br />
Haciendo clic con el lado derecho del ratón sobre la tabla de las cargas, se puede importar el<br />
esfuerzo normal calculado con el s<strong>of</strong>tware on line Com binazioni de lle azioni.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
73<br />
El texto importado de <strong>GeoStru</strong> Combinazioni Online se estructura así:<br />
unit : xx<br />
A1+M 1+R1: xxxx<br />
A2+M 2+R2: xxxx<br />
SLV sism o: xxx<br />
SLE c asi pe rm ane nt e (asie nt os a largo plazo): xxxxx<br />
SLD sism o: xxx<br />
SLO sism o: xxxx<br />
SLC sism o: xxxx<br />
SLE raro: xxxxx<br />
SLE fre c ue nt e (asie nt os inm e diat os): xxxx<br />
Con estas combinaciones el s<strong>of</strong>tware calcula la presión normal de proyecto a utilizar en el<br />
cálculo de la carga última (seleccionando la opción proyecto) o en los asientos<br />
(seleccionando la opción servicio).<br />
4.1.7.<br />
Cargas repartidas<br />
Son las cargas adicionales que se pueden asignar a la derecha y a la izquierda de la cimentación<br />
para tener en cuenta las sobrecargas adyacentes a la cimentación (por ejemplo construcciones<br />
contiguas). El efecto se considera solo como incremento de tensiones en el subsuelo para el<br />
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74<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
cálculo de los asientos y de la interferencia de los bulbos.<br />
4.2.<br />
Carga última<br />
Para el cálculo de la carga última se puede elegir entre varios autores:<br />
M é t odo de Hanse n<br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Hansen (terrenos sin<br />
cohesión).<br />
M é t odo de T e rzaghi<br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Terzaghi (terrenos sin<br />
cohesión).<br />
M é t odo de M e y e rh<strong>of</strong><br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Meyerh<strong>of</strong> (terrenos sin<br />
cohesión).<br />
M é t odo de V e sic<br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Vesic (terrenos sin cohesión).<br />
M é t odo EC-8<br />
Seleccionando esta opción se efectúa el cálculo de la carga última según las directrices del Eurocódigo<br />
7 (sobre geotécnica) y del Eurocódigo 8 (sobre sísmica).<br />
M é t odo de T e rzaghi sobre roc a<br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Terzaghi para las<br />
cimentaciones sobre roca.<br />
M é t odo de Z ie nkie w ic z sobre roc a<br />
Seleccionar esta opción para calcular la carga última con el método de Zienkiewicz para las<br />
cimentaciones sobre roca.<br />
Carga última<br />
La carga última vertical y horizontal se calcula para cada combinación de proyecto.<br />
Con el menú opciones de análisis, en la ventana de cálculo de la carga última, se puede<br />
seleccionar el tipo de análisis a efectuar:<br />
Condición drenada: Seleccionar esta opción si se desea estimar la carga última de la<br />
cimentación en condiciones drenadas (parámetros eficaces).<br />
Condición sin drenaje: Seleccionar esta opción si se desea estimar la carga última de la<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
75<br />
cimentación en condiciones sin drenaje (parámetros totales).<br />
Cálculo según el promedio ponderado de las estratificaciones: Seleccionar esta opción si se<br />
desea estimar la carga última de la cimentación considerando como parámetros geotécnicos<br />
aquellos obtenidos con el promedio ponderado de los parámetros de los estratos individuales; en<br />
caso contrario se tomarán en consideración únicamente los parámetros de la capa de apoyo de la<br />
cimentación (Método Clásico).<br />
Con cada combinación es posible reducir los parámetros característicos del terreno según los<br />
coeficientes de reducción establecidos y efectuar las Correcciones sísmicas de acuerdo con los<br />
enfoques de proyectos seleccionados.<br />
Para evaluar los efectos sísmicos sobre la capacidad de carga se proponen aceleraciones sísmicas<br />
máximas al suelo relativas a las diferentes zonas en las cuales se divide el territorio. El valor del<br />
coeficiente sísmico horizontal se calcula automáticamente en función de la zona sísmica y del<br />
perfil estratigráfico, pero se puede escribir también un valor indicado por el usuario.<br />
Loadcap reconoce automáticamente la peor combinación de cálculo y la selecciona<br />
con el símbolo *.<br />
Cálculo Ks<br />
Para el cálculo del coeficiente de balasto ks el programa propone la fórmula adoptada por Bowles.<br />
Verificación al deslizamiento - Colapso por desplazamiento<br />
Ver también: Características estratos y Referencias teóricas.<br />
4.2.1.<br />
Módulo terraplenes<br />
Con este programa auxiliar se puede calcular el asiento de los terraplenes con el método<br />
edométrico. Véase fig. 4.2.1.1.1<br />
Pre sión im pue st a sobre e l t e rraplé n: son las cargas agentes en el mismo, "carreteras, etc."<br />
Definir plano cimentación desmonte: Pr<strong>of</strong>undidad de la cimentación.<br />
El programa calculará automáticamente e l aum e nt o ne t o e n e l plano de c im e nt ac ión.<br />
Dist anc ia e je s - IV Punt o: Los asientos se calculan en Eje, Centro, Pie y en un punto establecido<br />
por el usuario, en el cual se escribe, a propósito, la "Distancia eje - IV Punto"<br />
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76<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Como datos de input de la estratigrafía se debe asignar: El m ódulo e dom é t ric o y el grado de<br />
sobre c onsolidac ión.<br />
Fig. 4.2.1.1.1 V e nt ana M ódulo t e rraple ne s<br />
Véase:Referencias teóricas.<br />
4.3.<br />
Asientos<br />
4.3.1.<br />
Asientos edom. -Schmertmann<br />
Efectúa y muestra el cálculo de los asientos según dos enfoques: edométrico y de Schmertmann.<br />
El primero lo usa automáticamente el programa cuando el usuario introduce el módulo edométrico<br />
de los estratos y, para el cálculo del asiento secundario, el coeficiente de consolidación<br />
secundaria Cs. El segundo se usa cuando faltan los parámetros anteriores (Ed, Cs) y se cuenta<br />
con el módulo de deformación elástica E.<br />
La pantalla muestra el plano de la cimentación resaltando la línea central (línea roja punteada) y<br />
el punto donde se aplica la carga (punto rojo). Haciendo clic y manteniendo pulsado el botón se<br />
puede pasar sobre el área de influencia y conocer el asiento total: lo anterior se muestra en la<br />
barra azul de la ventana activa.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
77<br />
El decurso del asiento total en el tiempo y el porcentaje de asiento a t días después de la<br />
aplicación de la carga aparece, estrato por estrato, en la tabla.<br />
Nótese que para una valoración correcta de las asientos, los estratos de terreno<br />
compresibles deberán tener un espesor reducido (< 2.00 m), por lo tanto cuando<br />
hayan estratos de terreno de espesor elevado es preferible que el usuario haga una<br />
subdivisión de los mismos en estratos más pequeños manteniendo las características<br />
geotécnicas del estrato original y cambiando solo el N° de los estratos y su espesor.<br />
Véase también:<br />
Características estratos, Asientos Elásticos, Asientos de Burland y Burbidge, Para<br />
la teoría sobre este argumento consultar las Referencias teóricas<br />
4.3.2.<br />
Asientos elásticos<br />
El cálculo de los asientos elásticos (inm e diat os) en el borde y el centro de la cimentación se<br />
calculan con una ecuación basada en la teoría de la elasticidad de T im oshe nko y Goodie r (1951).<br />
Para la teoría sobre este argumento consultar las Referencias teóricas.<br />
4.3.3.<br />
Asientos Burland & Burbidge<br />
Cálculo de los asientos con el método de Burland y Burbidge (terrenos de grano grueso), con los<br />
diferentes factores de corrección. Para cada estrato se presenta el valor de Nspt promedio<br />
definido en la ventana de la estratigrafía. Dicho valor se puede modificar<br />
Para la teoría sobre este argumento consultar las Referencias teóricas.<br />
4.3.4.<br />
Asientos post-sísmicos<br />
Se determina el FS a la licuefacción, la tensión eficaz, la deformación vertical, el asiento post<br />
sísmico y el incremento de la presión neutra.<br />
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78<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Advertencia<br />
Es necesario indicar antes los Datos adicionales para el cálculo de los asientos post<br />
sísmicos en la ventana Características estratos.<br />
4.3.5.<br />
Comprobación de la licuefacción<br />
Para cada estrato se muestra la comprobación de la licuefacción con el método propuesto por el<br />
CNR y sugerido por el GNDT. La verificación se efectúa solo en presencia de aceleraciones<br />
sísmicas y terrenos sin cohesión con nivel freático. Método del C.N.R. - GNDT - Da Seed e Idriss<br />
Véase Características estratos.<br />
Para la teoría sobre este argumento consultar las Referencias teóricas.<br />
4.3.6.<br />
Asientos diferenciales<br />
En esta ventana es posible calcular los asientos diferenciales asignando las "Áreas<br />
estratigráficas" y las "Áreas de carga".<br />
A cada área estratigráfica se le puede asignar una misma estratigrafía, cuyas características se<br />
especifican en el menú Estratigrafía terreno del programa principal.<br />
En la sección "Áreas" del menú de la derecha se crean sobretodo las "Áreas estratigráficas".<br />
A cada una de ellas se asigna una "De sc ripc ión"; la posición en el plano con las coordenadas "x", "<br />
y" e "z"; la base "B" y la longitud "L"; un "Color" y la propia estratigrafía.<br />
Para las "Áreas de carga" se asigna la "De sc ripc ión", la posición, la base "B", longitud "L", la<br />
altura "H" y el tipo "T", el "Color" y la "Carga". La opción "T" permite especificar el uso de una<br />
carga cilíndrica asignando "0" o rectangular "1".<br />
Para insertar correctamente los datos es necesario utilizar ";" como separador al interior de la<br />
casilla, tal y como se sugiere en el encabezado de la tabla.<br />
En la sección "Impostaciones" del menú lateral se asignan los parámetros a utilizar para el<br />
análisis y la síntesis de datos. Aquí se puede fijar el espaciado de construcción de la mesh, ya sea<br />
a lo largo de la abscisa x que en la coordenada y, la densidad de las curvas de isoasiento, las<br />
dimensiones de lo textos. Es posible además elegir si ver o no el valor del asiento y las curvas de<br />
isoasiento. El factor de escala de las texturas y del asiento permiten mejorar la vista de los<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
79<br />
resultados.<br />
En la sección "Análisis" del menú lateral se generan los resultados que aparecerán en el gráfico<br />
junto con la mesh utilizada. Moviéndose con el mouse por el diseño se presenta el valor del<br />
asiento del terreno según donde se encuentre el cursor.<br />
Una vez efectuado el análisis, se puede crear una sección en correspondencia con la línea de<br />
puntos roja, la cual se puede adaptar según sea necesario utilizando el mouse o bien impostando<br />
los valores textuales del menú.<br />
La opción "Ver tabla" muestra los valores de los asientos en correspondencia con las distancias<br />
para la sección calculada.<br />
La sección, junto con la tabla, se puede ser desplazar con el mouse en el diseño.<br />
Con el menú en alto es posible obtener una vista sólida del trabajo en 3D utilizando el comando "<br />
Rendering".<br />
El comando “Girar” permite mover el diseño en el espacio, mientras que con el comando “<br />
Contorno 3D” se obtiene la visión de los contornos del proyecto, de los asientos y de la mesh in<br />
3D. La opción 2D vuelve a la vista plana.<br />
Importación de archivos externos<br />
Para efectuar el análisis de asientos diferenciales en archivos importados de otros programas es<br />
suficiente preparar un archivo como el indicado en la figura 4.2.2.6.1<br />
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80<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Tabla 4.2.2.6.1.- Eje m plo de arc hiv os de im port ac ión posible s<br />
El archivo creado se debe salvar en formato TXT o CSV, con los valores separados por tabulación.<br />
Los ejemplos de la figura se encuentran en la carpeta LoadCap.<br />
Para importar el archivo usar el lado derecho del ratón en las tablas datos.<br />
Importar DXF<br />
El archivo dxf debe estar formado por rectángulos, los cuales se deben dibujar en los siguientes layer:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
81<br />
LAY1 para las áreas estratigráficas LAY2 área de carga. En la carpeta del programa se encuentra un<br />
archivo DXF como ejemplo de importación.<br />
4.4.<br />
Gráficos<br />
Diagrama tensiones<br />
Muestra un diagrama donde se ven las variaciones de las tensiones en el subsuelo, calculadas al<br />
centro de la cimentación, en función de la pr<strong>of</strong>undidad z, con la teoría de Boussine sq o de<br />
We st e rgaard (según la selección efectuada en Bulbo tensiones).<br />
Parámetros gráficos<br />
Permite modificar los parámetros de los gráficos de output (c arga últ im a-base de la c im e nt ac ión,<br />
c arga últ im a-pr<strong>of</strong>undidad de l plano de c im e nt ac ión), seleccionar el autor para el cálculo de las<br />
tensiones en el subsuelo, intervenir, con la opción de variación de longitud de la cimentación, en<br />
la tabla Informe diagramas.<br />
Ejemplo: modificando el intervalo de la pr<strong>of</strong>undidad del plano cimentación se modifica la escala de<br />
representación en el eje x del gráfico (Q, D).<br />
Informe diagramas<br />
Muestra una tabla con los diferentes valores de la carga admisible en función de la pr<strong>of</strong>undidad<br />
del plano de cimentación D y de la anchura B, para cada longitud L seleccionada de entre las que<br />
se proponen. La tabla se reconstruye con base en los parámetros generales de los gráficos<br />
asignados en el menú.<br />
Gráfico Carga última-Pr<strong>of</strong>undidad (Q-D)<br />
Muestra un diagrama donde se ven las variaciones de la carga última calculada con los métodos<br />
elegidos en función de la pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación D. Para cada conjunto de valores<br />
de la base B y de la longitud L se construye un diagrama, que se puede copiar y/o imprimir usando<br />
el menú Edición y que también se puede exportar (menú Exportar). Cada uno de estos comandos<br />
se puede también seleccionar apretando la parte derecha del mouse.<br />
Gráfico Carga última-Base (Q-B)<br />
Muestra un diagrama donde se ven las variaciones de la carga última calculada con los métodos<br />
elegidos en función de la anchura de la cimentación B. Para cada conjunto de valores del plano de<br />
cimentación D y de la longitud L se construye un diagrama, que se puede copiar y/o imprimir<br />
(menú Edición) o exportarlo (menú Exportar). Cada uno de estos comandos se puede también<br />
seleccionar apretando la parte derecha del mouse.<br />
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82<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
4.5.<br />
Vista<br />
Gestión leyendas<br />
Permite personalizar la leyenda de los estratos (Parámetros del estrato a incluir, posición).<br />
Cuñas de rotura<br />
Muestra en el área de trabajo las zonas de rotura activa, pasiva y de transición.<br />
Bulbo tensiones<br />
Muestra en el área de trabajo los bulbos de las tensiones, o sea las variaciones con la<br />
pr<strong>of</strong>undidad de la razón q/q0, donde q es la presión inducida por la carga aplicada q0 en el plano<br />
de la cimentación. El incremento de tensiones por debajo de la cimentación se puede calcular con<br />
el método de Boussinesq o con el de Westergaard.<br />
Construcción bulbo tensiones<br />
Presión normal de proyecto<br />
Presión normal de proyecto para el cálculo de las tensiones.<br />
Longitud cimentación<br />
Corresponde a la sección de la cimentación respecto a la cual se representa el bulbo. Por<br />
ejemplo, si se indica el 50% el bulbo aparece en el centro y por lo tanto los valores de<br />
tensión se refieren a la sección central de la viga.<br />
Intervalo construcción malla en x y espaciado<br />
Amplitud, en el eje de las abscisas, de la malla necesaria para la construcción del bulbo de<br />
tensiones. El espaciado representa la amplitud de las celdas.<br />
Intervalo construcción malla en y<br />
Amplitud, en el eje de las ordenadas, de la malla necesaria para la construcción del bulbo<br />
de tensiones.<br />
Mesh<br />
Muestra en la hoja de trabajo la malla con celdas triangulares para la construcción de las variaciones del<br />
estado tensional por debajo del plano de cimentación.<br />
Mapa colores tensiones<br />
Muestra los bulbos de tensiones en forma de áreas coloradas.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
83<br />
4.6.<br />
Exportar<br />
Opciones<br />
Permite asignar la posición de las texturas, establecer los parámetros de la hoja de trabajo, las salidas en<br />
formato texto (márgenes de la página, tablas, seleccionar si incluir o no las referencias teóricas en el<br />
informe). Además se puede seleccionar el sistema de medida de trabajo (S.I. o Técnico) e indicar los<br />
datos de la sociedad.<br />
Exportar en formato RTF<br />
Exporta el informe. Se puede elegir si incluir o no la teoría y si se desea que las tablas tengan borde.<br />
Exportar en Dxf<br />
Reproduce el diseño del área de trabajo (cimentación, estratos, leyendas, cotas, etc.)<br />
Exportar Bitmap<br />
Crea y guarda una imagen del área de trabajo.<br />
Exportar en GFAS y Exportar en Slope<br />
Prepara los archivos para poder importarlos desde GFAS (Calculador con elementos finitos para mecánica<br />
de suelos) y Slope (s<strong>of</strong>tware para el análisis de estabilidad de taludes en terrenos sueltos y rocosos),<br />
ambos producidos por <strong>GeoStru</strong> S<strong>of</strong>tware.<br />
4.7.<br />
Referencias Teóricas<br />
La carga última de una cimentación superficial se puede definir como el valor máximo de la carga<br />
con el cual en ningún punto del subsuelo se alcanza la condición de rotura (m é t odo de F rolic h),<br />
o también como aquel valor de carga, mayor que el anterior, con el cual el fenómeno de rotura<br />
se extiende a un amplio volumen del suelo (método de Prandtl y sucesivos).<br />
Observaciones experimentales han demostrado que la rotura se puede dar por medio de tres<br />
mecanismos (véase Fig. 4.5.1):<br />
La rot ura ge ne ral que se caracteriza por la formación de superficies de deslizamiento bien<br />
definidas. Parte desde la cimentación hasta el plano del terreno y hace que el terreno presente<br />
levantamientos a los lados de la cimentación.<br />
La rot ura por punzonam ie nt o, con la cual el hundimiento de la cimentación se debe a la<br />
formación de planos de corte verticales, a lo largo del perímetro, sin generar superficies de<br />
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84<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
deslizamiento.<br />
La rot ura loc al corresponde siempre a la formación de una clara superficie de deslizamiento bajo<br />
la cimentación que sin embargo se dispersa en el suelo adyacente. Se nota una modesta<br />
tendencia al levantamiento del terreno.<br />
Figura 4.5.1- T ipos de rot ura de l t e rre no<br />
Las soluciones disponibles para el cálculo de la carga última se basan en el supuesto de un<br />
comportamiento rígido-plástico del suelo y rigurosamente, por lo tanto, se pueden aplicar solo al<br />
caso de rotura general.<br />
Se puede demostrar que la carga última de un terreno es la suma de tres factores: peso del<br />
terreno ', sobrecarga q' y cohesión c '. Las soluciones con las que actualmente se cuenta se<br />
obtienen de la superposición de problemas individuales independientes.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
85<br />
Prandt l (1921) ha estudiado el problema de la rotura de un semiespacio elástico por efecto de<br />
una carga aplicada en su superficie con referencia al acero, caracterizando la resistencia a la<br />
rotura con una ley del tipo:<br />
c ' ' tg '<br />
(1-<br />
1)<br />
válida también para suelos.<br />
Las hipótesis y las condiciones dictadas por Prandtl son las siguientes:<br />
Comportamiento rígido - plástico<br />
Resistencia a la rotura del material expresada con la relación (1-1)<br />
Carga uniforme, vertical y aplicada en una franja de longitud infinita y de ancho 2b (estado<br />
de deformación plana)<br />
Tensiones tangenciales iguales a cero al contacto entre la franja de carga y la superficie<br />
límite del semiespacio.<br />
Ausencia de sobrecarga en los bordes de la cimentación (q'=0)<br />
En el acto de la rotura se verifica la plasticidad del material contenido entre la superficie límite<br />
del semiespacio y la superficie GFBCD. (véase Fig. 4.5.2)<br />
En el triángulo AEB la rotura se da según dos familias de segmentos rectilíneos e inclinados en<br />
45°+ /2 con respecto al horizontal.<br />
En las zonas ABF y EBC la rotura se produce a lo largo de dos familias de líneas, una constituida<br />
por segmentos rectilíneos que pasan respectivamente por los puntos A y E y la otra por arcos<br />
de familias de espirales logarítmicas. Los polos de éstas son los puntos A y E.<br />
En los triángulos AFG y ECD la rotura se da en segmentos inclinados en (45°+ /2) con respecto<br />
a la vertical.<br />
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86<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Figura 4.5.2- Soluc ión de Prandl<br />
Identificado el volumen de terreno que experimenta rotura con la carga última, esta se puede<br />
calcular escribiendo la condición de equilibrio entre fuerzas agentes en cualquier volumen de<br />
terreno delimitado bajo cualquiera de las superficies de deslizamiento. Se llega a la solución<br />
exacta que se exprime por medio de la ecuación:<br />
q<br />
lim<br />
c<br />
'<br />
B<br />
donde el coeficiente B depende solo del ángulo de rozamiento ' del terreno. Para<br />
' 0 el factor<br />
B= 5,14.<br />
En el caso particular de terreno sin cohesión (c'=0, ' 0) resulta q'=0. Según la teoría de Prandtl,<br />
no sería entonces posible aplicar ninguna carga en la superficie límite de un terreno incoherente.<br />
Si bie n no se pue de aplic ar prác t ic am e nt e , e n e st a t e oría se han basado t odas las<br />
inv e st igac ione s y los m é t odos de c álc ulo suc e siv os.<br />
En efecto Caquot se puso en las mismas condiciones de Prandtl, a excepción del hecho que la<br />
franja de carga no se aplica sobre la superficie límite del semiespacio, sino a una pr<strong>of</strong>undidad h,<br />
con h 2b; el terreno comprendido entre la superficie y la pr<strong>of</strong>undidad h tiene las siguientes<br />
características: '=0, ' 0, c'=0 es decir un medio dotado de peso pero sin resistencia.<br />
Resolviendo las ecuaciones de equilibrio se llega a la expresión:<br />
q<br />
lim<br />
Ax '<br />
Bxc'<br />
que de seguro es un paso adelante con respecto a Prandtl, pero que aún no refleja la realidad.<br />
Terzaghi (1955)<br />
Terzaghi, prosiguiendo el estudio de Caquot, ha aportado algunos cambios para tener en cuenta las<br />
características del conjunto obra de cimentación - terreno.<br />
Bajo la acción de la carga transmitida por la cimentación, el terreno que está en contacto con<br />
esta última tiende a retirarse lateralmente, pero se lo impiden las resistencias tangenciales que<br />
se producen entre la cimentación y el terreno; lo que implica un cambio del estado tensional en<br />
el terreno que se encuentra directamente bajo la cimentación. Para tenerlo en cuenta, Terzaghi<br />
asigna a los lados AB y EB de la cuña de Prandtl una inclinación<br />
respecto a la horizontal,<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
87<br />
seleccionando el valor de en función de las características mecánicas del terreno al contacto<br />
terreno-cimentación.<br />
De esta manera se supera la hipótesis ' =0 para el terreno bajo la cimentación admitiendo que las<br />
superficies de rotura quedan inalteradas, la expresión de la carga última entonces es:<br />
q<br />
lim<br />
A<br />
'<br />
h<br />
B<br />
c'<br />
C<br />
'<br />
b<br />
donde:<br />
C es un coeficiente que resulta función del ángulo de rozamiento interno<br />
el nivel de cimentación y del ángulo antes definido;<br />
b es la semianchura de la franja.<br />
del terreno bajo<br />
Además, basándose en datos experimentales, Terzaghi pasa del problema plano al problema<br />
espacial introduciendo algunos factores de forma.<br />
Terzaghi aportó otra contribución sobre el comportamiento efectivo del terreno.<br />
En el método de Prandtl se supone un comportamiento del suelo rígido-plástico, mientras que<br />
Terzaghi supone este comportamiento en suelos muy compactos.<br />
En estos, de hecho, la curva cargas-asientos presenta un primer tramo rectilíneo, seguido por un<br />
breve tramo curvilíneo (comportamiento elastoplástico); la rotura es instantánea y el valor de la<br />
carga límite se determina claramente (rotura general).<br />
En un terreno muy suelto en cambio, la razón cargas-asientos presenta un tramo curvilíneo<br />
acentuado ya desde las cargas más bajas por efecto de una rotura progresiva del terreno (rotura<br />
local). Como consecuencia la identificación de la carga última no es tan clara y evidente como en<br />
el caso de los terrenos compactos.<br />
Para los terrenos muy sueltos, Terzaghi aconseja, al calcular la carga última, tener en<br />
consideración el valor calculado con la fórmula anterior pero introduciendo valores reducidos de<br />
las características mecánicas del terreno, precisamente:<br />
tg rid<br />
'<br />
'<br />
2 3<br />
tg<br />
'<br />
c'<br />
rid<br />
2 3<br />
c<br />
Haciendo explícitos los coeficientes de la fórmula anterior, la fórmula de Terzaghi se puede<br />
escribir así:<br />
qu lt c Nc<br />
sc<br />
D Nq<br />
0. 5<br />
B<br />
N<br />
s<br />
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88<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
donde:<br />
N q<br />
2<br />
2cos<br />
2<br />
a<br />
45<br />
' 2<br />
a<br />
0.75<br />
e<br />
' 2<br />
tan<br />
'<br />
N c N q<br />
1 cot<br />
'<br />
N<br />
tan<br />
2<br />
'<br />
k p<br />
2<br />
cos<br />
'<br />
1<br />
Tipo de cimentación: Corrida Circular Cuadrada<br />
S c<br />
1.0 1.3 1.3<br />
S 1.0 0.6 0.8<br />
Meyerh<strong>of</strong> (1963)<br />
Meyerh<strong>of</strong> propuso una fórmula para calcular la carga última parecida a la de Terzaghi. Las diferencias<br />
consisten en la introducción de nuevos coeficientes de forma.<br />
Introdujo un coeficiente s q'<br />
multiplica el factor Nq, factores de pr<strong>of</strong>undidad d i<br />
y i i<br />
pendencia, para el<br />
caso en que la carga trasmitida a la cimentación sea inclinada en la vertical.<br />
Los valores de los coeficientes N se obtuvieron de Meyerh<strong>of</strong> suponiendo varios arcos de prueba BF (v.<br />
mecanismo Prandtl), mientras que el corte a lo largo de los planos AF tenía valores aproximados. Los<br />
factores de N se presentan en la Tabla 4.5.1.<br />
Carga vertical<br />
q<br />
ult<br />
c'<br />
N<br />
c'<br />
s<br />
c'<br />
d<br />
c'<br />
'<br />
D<br />
N<br />
q'<br />
s<br />
q'<br />
d<br />
q'<br />
0.5<br />
'<br />
B<br />
N<br />
'<br />
s<br />
'<br />
d<br />
'<br />
Carga inclinada<br />
q<br />
ult<br />
c'<br />
N<br />
c'<br />
i<br />
c'<br />
d<br />
c'<br />
'<br />
D<br />
N<br />
q'<br />
i<br />
q'<br />
d<br />
q'<br />
0.5<br />
'<br />
B<br />
N<br />
'<br />
i<br />
'<br />
d<br />
'<br />
N q<br />
e<br />
tan<br />
tan 2<br />
45<br />
2<br />
N c N q<br />
1 cot<br />
N<br />
N q<br />
1 tan1.4<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
89<br />
Factores de Valor Para<br />
Forma<br />
sc 1 0.<br />
2<br />
kp<br />
B<br />
L<br />
cualquier j<br />
sq s 1 0.<br />
1<br />
kp<br />
B<br />
L<br />
>10<br />
s q s 1<br />
=0<br />
Pr<strong>of</strong>undidad<br />
D<br />
dc 1 0. 2 kp<br />
B<br />
cualquier j<br />
dq d 1 0.<br />
1<br />
kp<br />
D<br />
B<br />
>10<br />
d q d 1<br />
=0<br />
Inclinación<br />
donde :<br />
k p<br />
2<br />
tan<br />
45<br />
=inclinación de la risultante<br />
en la vertical<br />
2<br />
i c<br />
i<br />
i<br />
1<br />
1<br />
2<br />
90<br />
2<br />
cualquier j<br />
>10<br />
i 0<br />
=0<br />
Tabla 4.5.1- F ac t ore s de form a, pr<strong>of</strong>undidad e inc linac ión de la fórm ula de M e y e rh<strong>of</strong><br />
Hansen (1970)<br />
Es una extensión ulterior de la fórmula de Meyerh<strong>of</strong>; las extensiones consisten en la introducción de bi<br />
que considera la eventual inclinación en la horizontal del nivel de cimentación y un factor gi para terreno<br />
en pendencia.<br />
La fórmula de Hansen vale para cualquier razón D/B, ya sean cimentaciones superficiales o pr<strong>of</strong>undas;<br />
sin embargo el mismo autor introdujo algunos coeficientes para poder interpretar mejor el<br />
comportamiento real de la cimentación (véase tabla 4.5.2); sin estos, de hecho, se tendría un aumento<br />
demasiado fuerte de la carga última con la pr<strong>of</strong>undidad.<br />
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90<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
91<br />
Factores de<br />
forma<br />
' B<br />
s c 0. 2<br />
L<br />
Factores de<br />
pr<strong>of</strong>undidad<br />
d'<br />
c 1 0.<br />
4k<br />
Factores de<br />
inclinación de la carga<br />
'<br />
ic<br />
0 . 5 0.<br />
5 1<br />
H<br />
Af<br />
ca<br />
'<br />
g c<br />
Factores de<br />
inclinación<br />
del terreno<br />
147<br />
Factores de<br />
inclinación<br />
del plano de apoyo<br />
de la cimentación<br />
'<br />
b c<br />
147<br />
sc 1<br />
Nq<br />
Nc<br />
B<br />
L<br />
d c 1 0.<br />
4k<br />
ic<br />
iq<br />
1 iq<br />
Nq<br />
1<br />
g c<br />
1<br />
147<br />
b c<br />
1<br />
147<br />
s * * * c<br />
1<br />
d q<br />
1 2tan 1 sin k<br />
5<br />
0.<br />
5H<br />
iq<br />
1<br />
V Af<br />
ca<br />
cot<br />
g q<br />
g<br />
1 0.<br />
5tan<br />
5<br />
b q<br />
exp 2<br />
tan<br />
B<br />
s q 1 tan<br />
L<br />
d 1<br />
*<br />
i<br />
1<br />
V<br />
0.<br />
7H<br />
A f c a cot<br />
5<br />
B<br />
s 1 0.<br />
4<br />
L<br />
**<br />
i<br />
1<br />
0.<br />
7 450 H<br />
V A f c a cot<br />
5<br />
k<br />
D<br />
B<br />
se<br />
D<br />
B<br />
1<br />
1 D<br />
k tan ( rad)<br />
B<br />
se<br />
D<br />
B<br />
1<br />
* η=0<br />
** η>0<br />
*** zapatas corridas<br />
las expresiones con exponentes (') valen<br />
cuando =0.<br />
A f<br />
= área efectiva de la cimentación (B'x<br />
L')<br />
D pr<strong>of</strong>undidad de la cimentación en el<br />
terreno a utilizarse con B y no B'.<br />
c a<br />
es la adherencia a la base, igual a la<br />
cohesión o a una fracción propia.<br />
Tabla 4.5.2- F ac t ore s propue st os por Hanse n para e l c álc ulo de q lim<br />
D/B 0 1 1.1 2 5 10 20 100<br />
d'c 0 0.40 0.33 0.44 0.55 0.59 0.61 0.62<br />
Vesic (1975)<br />
La fórmula de Vesic es análoga a la fórmula de Hansen, con Nq y Nc como en la fórmula de Meyerh<strong>of</strong> y<br />
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92<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Ng como se indica a continuación:<br />
N<br />
2 N q<br />
1<br />
tan<br />
Los factores de forma y de pr<strong>of</strong>undidad que aparecen en las fórmulas del cálculo de la capacidad<br />
portante son iguales a los propuestos por Hansen; mientras se dan algunas diferencias en los<br />
factores de inclinación de la carga, del terreno (c im e nt ac ión e n t alud) y del plano de<br />
cimentación (base inc linada).<br />
Brinch-Hansen (EC 7 - EC 8)<br />
Para que una cimentación pueda resistir la carga de proyecto en seguridad con respecto a la<br />
rotura general, para todas las combinaciones de carga relativas al ELU (Estado límite último), se<br />
debe dar la siguiente desigualdad:<br />
V d R d<br />
donde:<br />
Vd es la carga de proyecto al ELU, normal en la base de la cimentación, que incluye también el<br />
peso de la cimentación misma;<br />
Rd es la carga última de proyecto de la cimentación con respecto a las cargas normales,<br />
teniendo en cuenta también el efecto de cargas inclinadas o excéntricas.<br />
En la evaluación analítica de la carga última de proyecto Rd se deben considerar las situaciones<br />
a corto y a largo plazo en los terrenos de grano fino.<br />
La carga última de proyecto en condiciones no drenadas se calcula como:<br />
R<br />
A<br />
'<br />
2<br />
cu<br />
sc<br />
ic<br />
q<br />
donde:<br />
A<br />
'<br />
B<br />
'<br />
x L<br />
'<br />
área de la cimentación efectiva de<br />
proyecto, entendida, en caso de carga<br />
excéntrica, como el área reducida en<br />
cuyo centro se aplica la resultante de la<br />
carga.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
93<br />
c u<br />
cohesión no drenada.<br />
q<br />
presión litostática total en el plano de<br />
cimentación.<br />
s c<br />
1<br />
0.2<br />
B<br />
'<br />
L<br />
'<br />
factor de forma para cimentaciones<br />
rectangulares<br />
sc<br />
1.2<br />
factor de forma para cimentaciones<br />
cuadradas o circulares.<br />
ic 0.5<br />
1 1 H A<br />
'<br />
c factor de corrección de la inclinación de<br />
u<br />
la carga debida a una carga H.<br />
En condiciones drenadas la carga última de proyecto se calcula como sigue:<br />
R<br />
A<br />
'<br />
c<br />
'<br />
Nc<br />
sc<br />
ic<br />
q<br />
'<br />
Nq<br />
sq<br />
iq<br />
0.5<br />
'<br />
B<br />
'<br />
N<br />
s<br />
i<br />
donde:<br />
N q<br />
e<br />
tan<br />
'<br />
tan<br />
2<br />
45<br />
'<br />
2<br />
N c N q<br />
1 cot<br />
'<br />
N<br />
2 N q<br />
1 tan<br />
'<br />
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94<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Factores de forma<br />
Factores inclinación<br />
resultante debido a<br />
una carga horizontal<br />
H // a L’<br />
Factores inclinación resultante<br />
debido a una carga horizontal H // a<br />
B’<br />
'<br />
B '<br />
s q 1 sen<br />
rectangular<br />
'<br />
L<br />
i q i 1<br />
H<br />
V<br />
'<br />
A<br />
'<br />
c<br />
'<br />
cot i q<br />
1<br />
' '<br />
0. 7H<br />
V A c<br />
cot<br />
'<br />
3<br />
'<br />
s q 1 sen<br />
cuadrada o circular ic<br />
iq<br />
Nq<br />
1 Nq<br />
1<br />
i<br />
1<br />
H<br />
V<br />
'<br />
A<br />
'<br />
c<br />
cot<br />
'<br />
3<br />
'<br />
B<br />
s 1 0.<br />
3<br />
rectangular ic<br />
iq<br />
Nq<br />
1 Nq<br />
1<br />
'<br />
L<br />
s<br />
0.7<br />
cuadrada o circular<br />
sc<br />
sq<br />
Nq<br />
1 Nq<br />
1<br />
rectangular,<br />
cuadrada o circular<br />
Tabla 4.5.3 F ac t ore s c orre c t iv os propue st os por Brinc h-Hanse n e n e l c álc ulo de q lim<br />
Además de los factores correctivos de la tabla anterior, se consideran los complementarios de la<br />
pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación y de la inclinación y de la inclinación del plano de<br />
cimentación y del plano terreno (Hansen).<br />
Richards et. al.<br />
Richards, Helm y Budhu (1993) desarrollaron un procedimiento que permite, en condiciones sísmicas,<br />
calcular ya sea la carga última que los asientos derivados y por ende verificar ambos estados límite<br />
(último y de daño). El cálculo de la carga última se obtiene mediante una simple extensión del problema<br />
de la carga última al caso de la presencia de fuerzas de inercia en el terreno de cimentación debidas al<br />
sismo, mientras la estimación de los asientos se obtiene haciendo referencia a Newmark (Apéndice H de<br />
“Aspe t t i ge ot e c nic i de lla proge t t azione in zona sism ic a”–Assoc iazione Ge ot e c nic a It aliana/"Aspectos<br />
geotécnicos del proyecto en zona sísmica"-Asociación Geotécnica Italiana). Los autores han alargado el<br />
trinomio de la fórmula de la carga última:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
95<br />
q<br />
L<br />
N<br />
q<br />
q N<br />
c<br />
c 0. 5N<br />
B<br />
Donde los factores de capacidad de carga se calculan con las siguientes fórmulas:<br />
N c<br />
N q<br />
1<br />
cot<br />
N<br />
N<br />
K<br />
K<br />
q<br />
pE<br />
AE<br />
K<br />
K<br />
pE<br />
AE<br />
1 tan<br />
AE<br />
Examinando con el enfoque de equilibrio límite un mecanismo a la Coulomb y teniendo en cuenta<br />
las fuerzas de inercia agentes en el volumen de terreno a rotura. De hecho, en campo estático,<br />
el clásico mecanismo de Prandtl se puede aproximar, como se muestra en la figura 4.5.3,<br />
eliminando la zona de transición (abanico de Prandtl) y reduciéndola a la línea AC, que viene vista<br />
como una pared ideal en equilibrio bajo la acción del empuje activo y del empuje pasivo que<br />
recibe de las cuñas I y III:<br />
Figura 4.5.3- Esque m a de c álc ulo de la c arga últ im a (q lim<br />
)<br />
Los autores han extraído las expresiones de los ángulos<br />
A y<br />
P<br />
que definen las zonas de empuje activo<br />
y pasivo y de los coeficientes de empuje activo y pasivo K A<br />
y K P<br />
en función del ángulo de rozamiento<br />
interno φ del terreno y del ángulo de rozamiento d terreno – pared ideal:<br />
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96<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
A<br />
tan 1<br />
tan<br />
tan<br />
1<br />
cot<br />
tan<br />
1<br />
tan<br />
tan<br />
cot<br />
cot<br />
tan<br />
P<br />
tan 1<br />
tan<br />
tan<br />
1<br />
cot<br />
tan<br />
1<br />
tan<br />
tan<br />
cot<br />
cot<br />
tan<br />
K A<br />
cos<br />
1<br />
sin<br />
cos<br />
sin<br />
2<br />
cos<br />
2<br />
K P<br />
cos<br />
1<br />
cos<br />
sin<br />
2<br />
cos<br />
sin<br />
2<br />
Es de observar que el empleo de las fórmulas anteriores asumiendo =0.5 , conduce a valores de<br />
coeficientes de carga última muy cercanos a los basados en un análisis a la Prandtl. Por lo tanto<br />
Richards et. Al. extendieron la aplicación del mecanismo de Coulomb al caso sísmico, teniendo en cuenta<br />
las fuerzas de inercia agentes en el volumen de terreno a rotura. Tales fuerzas de masa, debidas a<br />
aceleraciones kh g y kv g, agentes respectivamente en dirección horizontal y vertical, son a su vez<br />
iguales a kh g y kv g. Se obtienen así las extensiones de las expresiones de A y<br />
P<br />
, además de KA y<br />
KP, respectivamente indicadas como AE<br />
y PE<br />
y como K AE<br />
y K PE<br />
para denotar las condiciones<br />
sísmicas:<br />
AE<br />
tan<br />
1<br />
1<br />
tan<br />
2<br />
1<br />
tan<br />
1<br />
tan<br />
tan<br />
cot<br />
cot<br />
tan<br />
PE<br />
tan<br />
1<br />
1<br />
tan<br />
2<br />
1<br />
tan<br />
1<br />
tan<br />
tan<br />
cot<br />
cot<br />
tan<br />
K AE<br />
cos<br />
cos<br />
1<br />
sin<br />
cos<br />
sin<br />
2<br />
cos<br />
2<br />
K PE<br />
cos<br />
cos<br />
cos<br />
1<br />
2<br />
sin<br />
cos<br />
sin<br />
2<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
97<br />
Los valores de Nq y Ng se determinan también valiéndose de las fórmulas precedentes,<br />
empleando obviamente las expresiones de los ángulos<br />
A E y P E y de los coeficientes K A E y K P E<br />
relativas al caso sísmico. En tales expresiones aparece el ángulo definido como:<br />
tan<br />
1<br />
k<br />
h<br />
k<br />
v<br />
En la Tabla 4.5.4 se muestran los factores de capacidad de carga calculados para los siguientes valores<br />
de los parámetros:<br />
= 30°<br />
= 15°<br />
Y para diferentes valores de los coeficientes de empuje sísmico:<br />
kh/(1-kv) Nq Ng Nc<br />
0 16.51037 23.75643 26.86476<br />
0.087 13.11944 15.88906 20.9915<br />
0.176 9.851541 9.465466 15.33132<br />
0.268 7.297657 5.357472 10.90786<br />
0.364 5.122904 2.604404 7.141079<br />
0.466 3.216145 0.879102 3.838476<br />
0.577 1.066982 1.103E-03 0.1160159<br />
Tabla 4.5.4.- F ac t ore s de c apac idad de c arga para f=30°<br />
Carga última de cimentación en roca<br />
Para estimar la capacidad de carga admisible de las rocas se deben considerar algunos parámetros<br />
significativos como las características geológicas, el tipo y calidad de roca, medida con RQD. En la<br />
capacidad portante de las rocas se utilizan normalmente factores de seguridad muy altos y unidos en<br />
alguna manera al valor del coeficiente RQD: por ejemplo, para una roca con RQD igual al máximo de 0.75<br />
el factor de seguridad varía entre 6 y 10. Para determinar la capacidad de carga de una roca se pueden<br />
usar las fórmulas de Terzaghi, usando ángulo de rozamiento y cohesión de la roca, o las propuestas por<br />
Stagg y Zienkiewicz (1968) donde los coeficientes de la fórmula de la capacidad portante valen:<br />
N q<br />
tan 6<br />
45<br />
2<br />
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98<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
N c<br />
5tan<br />
4<br />
45<br />
2<br />
N<br />
N q<br />
1<br />
Con tales coeficientes se usan los factores de forma utilizados en la fórmula de Terzaghi.<br />
La capacidad de carga última calculada es siempre función del coeficiente RQD según la siguiente<br />
expresión:<br />
'<br />
q<br />
q<br />
ult<br />
RQD<br />
2<br />
Si el sondeo en roca no suministra piezas intactas (RQD tiende a 0), la roca se trata como un terreno,<br />
estimando mejor los parámetros c y .<br />
Verificación del deslizamiento<br />
De acuerdo con los criterios de cálculo en ELU, se debe comprobar la estabilidad de una zapata<br />
aislada con respecto al colapso por deslizamiento y al colapso por rotura general. Con el primero,<br />
la resistencia se estima como la suma de un componente debido a la adhe sión más otro debido al<br />
rozam ie nt o c im e nt ac ión-t e rre no; la resistencia lateral derivada del empuje pasivo del terreno se<br />
puede tener en cuenta como un porcentaje cuyo valor será indicado por el usuario.<br />
La resistencia de cálculo por rozamiento y adhesión se calcula mediante la expresión:<br />
FR d<br />
N sd<br />
tan<br />
ca<br />
A<br />
'<br />
donde:<br />
N sd<br />
= valor de cálculo de la fuerza vertical;<br />
= ángulo de resistencia al corte en la base de la cimentación;<br />
c a = adhesión zapata -terreno;<br />
A' = área de la cimentación efectiva, entendida, en caso de cargas excéntricas, como área<br />
reducida al centro de la cual se aplica el resultado.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
99<br />
Cálculo de los asientos<br />
La aplicación de una carga de dimensiones finitas sobre un terreno cohesivo genera una serie de<br />
fenómenos, los cuales se pueden ilustrar como en la Fig. 4.5.4.<br />
Figura 4.5.4.- T ipos de asie nt os<br />
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100<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
1. Durante la fase de carga, en el terreno se producen subpresiones del agua intersticial u, y dada la<br />
baja permeabilidad del terreno, se puede asumir que, en el ámbito de las usuales velocidades de<br />
aplicación de la carga, nos encontremos en condiciones no drenadas. El estrato de arcilla se deforma<br />
a volumen casi constante y el consiguiente asiento se indica como asie nt o inm e diat o.<br />
2. La instauración del drenaje, con la transferencia progresiva de la carga de la base fluida a la armazón<br />
sólida, comporta ulteriores asientos cuya velocidad en el tiempo depende principalmente de las<br />
condiciones de drenaje. Este proceso se conoce como consolidación primaria y el análisis se lleva a<br />
cabo con los diferentes modelos de la teoría de la consolidación. El asiento que deriva de este<br />
proceso de expulsión del agua de los vacíos intersticiales se denomina asie nt o de c onsolidac ión.<br />
3. Por último, aún cuando las sobrepresiones intersticiales se disipan ( u=0), continúan a darse en el<br />
tiempo asientos debidos a deformaciones viscosas en condiciones drenadas y este asiento se conoce<br />
como asie nt o se c undario.<br />
El comportamiento de los terrenos de grano grueso (arenas y gravas) resulta macroscópicamente<br />
diferente a los de grano fino (limos y arcillas) debido a la diferente permeabilidad.<br />
En este caso se habla de asiento inicial y secundario para indicar los asentamientos de naturaleza<br />
elasto-plástica y los debidos a fenómenos de naturaleza viscosa.<br />
Asientos elásticos<br />
Los asientos de una cimentación rectangular de dimensiones B'xL' ubicada en la superficie de un<br />
semiespacio elástico, se pueden calcular por medio de una ecuación basada en la teoría de la elasticidad<br />
(T im oshe nko e Goodie r (1951)):<br />
2<br />
' 1 1 2<br />
H q0<br />
B I1<br />
I2<br />
E s 1<br />
I<br />
F<br />
(1)<br />
donde:<br />
q 0<br />
B'<br />
E s e<br />
I i<br />
=f(L'/B', H, , D)<br />
= Intensidad de la presión de contacto;<br />
= Mínima dimensión del área reactiva;<br />
= Parámetros elásticos del terreno;<br />
= Coeficientes de influencia dependientes de: L'/B', espesor del estrato<br />
H, Coeficiente de Poisson , pr<strong>of</strong>undidad del nivel de cimentación D;<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
101<br />
I F<br />
= Coeficiente de influencia.<br />
Los coeficientes I 1 y I 2 se pueden calcular utilizando las ecuaciones de Steinbrenner (1934) (V.<br />
Bowles), en función de la razón M=L'/B' ed N=H/B, utilizando B'=B/2 e L'=L/2 para los coeficientes<br />
I i<br />
del centro y B'=B e L'=L para los coeficientes I i<br />
del borde.<br />
El coeficiente de influencia I F<br />
deriva de las ecuaciones de Fox (1948), que indican que el asiento se<br />
reduce con la pr<strong>of</strong>undidad en función del coeficiente de Poisson y de la razón L/B.<br />
Para simplificar la ecuación (1) se introduce el coeficiente I S :<br />
I S<br />
I<br />
1<br />
1<br />
1<br />
2<br />
I<br />
2<br />
Se puede escribir la fórmula (1) en su versión más compacta:<br />
H<br />
q<br />
0<br />
' 1<br />
B<br />
E<br />
S<br />
2<br />
I<br />
S<br />
I<br />
F<br />
Esta ecuación se puede aplicar a cimentaciones flexibles o rígidas con los oportunos cambios del valor<br />
de I s.<br />
Analizando un cierto número de casos, el autor concluye que para que la ecuación anterior dé buenos<br />
resultados, se debe aplicar como sigue:<br />
1. Efectuar la mejor estimación de q 0;<br />
2. Convertir la cimentación, si es circular, en una cimentación cuadrada equivalente.<br />
3. Determinar el punto donde calcular el asiento y subdividir la base de apoyo en forma tal que el<br />
punto se encuentre en correspondencia de una arista interna común a varios rectángulos.<br />
4. El espesor del estrato H responsable del asiento se toma como el mínimo de los dos siguientes<br />
valores: pr<strong>of</strong>undidad z=5B donde B es la dimensión mínima global de la base de la cimentación;<br />
pr<strong>of</strong>undidad a la cual se encuentra un estrato duro (E S<br />
del estrato debe ser aproximadamente<br />
10 veces el valor del espesor adyacente).<br />
5. Calcular correctamente la razón H/B'. Con un espesor del estrato H=z=5B se encuentra, para el<br />
centro de cimentación<br />
H/B'=5B/0,5B=10B, para una arista 5B/B=5.<br />
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102<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
6. Obtener I s con una estimación cuidadosa de y tomando los coeficientes de influencia I1 y I2<br />
de la tabla que propone el autor.<br />
7. Obtener I F con la ayuda de la Fig. 4.5.5.<br />
8. Obtener E s en el espesor del estrato z=H como promedio ponderado de los valores de E si de<br />
cada estrato en el espesor H i<br />
.<br />
Fig. 4.5.5.- Coefic ie nt e de influe nc ia I F<br />
de una c im e nt ac ión c oloc ada e n pr<strong>of</strong>undidad D.<br />
Asientos edométricos<br />
El cálculo de los asientos con el método edométrico permite estimar un asiento de consolidación<br />
unidimensional (Terzaghi-1943), producto de las tensiones inducidas por una carga aplicada en<br />
condiciones de expansión lateral impedida. Por lo tanto la estimación con este método se debe<br />
considerar empírica, en vez de teórica.<br />
No obstante esto, la simplicidad de uso y la facilidad de controlar la influencia de los varios<br />
parámetros que intervienen en el cálculo, lo convierten en un método muy utilizado.<br />
Según el esquema de la Fig. 4.5.6., el asiento H de un estrato con espesor inicial H 0<br />
está dado por:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
103<br />
H<br />
'<br />
p<br />
H0 RR log CR log<br />
'<br />
v 0<br />
'<br />
v 0<br />
'<br />
p<br />
v<br />
Figura 4.5.6.- Asie nt o e dom é t ric o<br />
El enfoque edométrico en el cálculo de los asientos pasa esencialmente por dos fases:<br />
1. El cálculo de las tensiones verticales inducidas en las diferentes pr<strong>of</strong>undidades con la aplicación<br />
de la teoría de la elasticidad (enfoque de Boussinesq, Westergaard...);<br />
2. El cálculo de los parámetros de compresibilidad con la prueba edométrica.<br />
En referencia a los resultados de la prueba edométrica, el asentamiento se estima de la siguiente<br />
manera:<br />
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104<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
H<br />
H0 RR log<br />
'<br />
v 0<br />
'<br />
v 0<br />
v<br />
si se trata de un terreno sobreconsolidado (OCR>1), o sea si el incremento de tensión debido a la<br />
aplicación de la carga no hace que se supere la presión de preconsolidación s’p (s'v0 + Dsv <<br />
s'p).<br />
Si en cambio el terreno es normalmente consolidado (s'v0=s'p) las deformaciones se dan en el<br />
tracto de compresión y el asiento se calcula como:<br />
H<br />
H0 CR log<br />
'<br />
v 0<br />
'<br />
v 0<br />
v<br />
donde:<br />
RR<br />
Razón de recompresión;<br />
CR<br />
Razón de compresión;<br />
H 0<br />
espesor inicial del estrato;<br />
' v 0<br />
v<br />
tensión vertical eficaz antes de la aplicación de la carga;<br />
incremento de tensión vertical debido a la aplicación de la carga.<br />
Como alternativa a los parámetros RR y CR se hace referencia al módulo edométrico M; pero en<br />
tal caso se debe seleccionar oportunamente el valor del módulo a utilizar, teniendo en cuenta el<br />
intervalo tensional ( ' v0<br />
+<br />
v ) significativo para el problema examinado. Una correcta<br />
aplicación de este enfoque requiere:<br />
la subdivisión de los estratos compresibles en una serie de pequeños estratos de modesto<br />
espesor (< 2.00 m);<br />
la estimación del módulo edométrico en el ámbito de cada estrato;<br />
el cálculo del asiento como suma de las contribuciones para cada pequeño estrato.<br />
Muchos usan las expresiones antes indicadas para el cálculo del asentamiento de consolidación tanto<br />
para las arcillas como para las arenas de granulometría de fina a media, porque el módulo de elasticidad<br />
usado viene tomado directamente de pruebas de consolidación. Sin embargo, para terrenos con grano<br />
más grueso las dimensiones de las pruebas edométricas no son muy indicativas del comportamiento<br />
global del estrato y, para las arenas, es preferible utilizar pruebas penetrométricas estáticas y<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
105<br />
dinámicas.<br />
Asiento secundario<br />
El asiento secundario se calcula según la razón:<br />
H<br />
S<br />
H<br />
c<br />
C<br />
log T<br />
T<br />
100<br />
donde:<br />
H c es la altura del estrato en fase de consolidación;<br />
C<br />
es el coeficiente de consolidación secundaria como pendencia en el tracto secundario de<br />
la curva asiento-logaritmo tiempo;<br />
T<br />
T 100<br />
tiempo en que se desea calcular el asiento secundario;<br />
tiempo necesario para terminar el proceso de consolidación primaria.<br />
Los supuestos de este método son:<br />
la consolidación secundaria inicia después de terminado el proceso de consolidación primaria;<br />
el valor de C se puede considerar constante mientras se da el asiento secundario.<br />
Método de Schmertmann<br />
Un método alternativo para calcular los asientos es el propuesto por Schmertmann (1970), el cual ha<br />
correlaciona la variación del bulbo tensiones a la deformación. Schmertmann por lo tanto propone<br />
considerar un diagrama de las deformaciones de forma triangular (Fig. 4.5.7) donde la pr<strong>of</strong>undidad a la<br />
cual se tienen deformaciones significativas se toma como igual a 4B, en el caso de cimentaciones<br />
corridas, para cimentaciones cuadradas o circulares es igual a 2B.<br />
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106<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Fig. 4.5.7.- V ariac ión de l fac t or de influe nc ia se gún la pr<strong>of</strong>undidad<br />
Según este enfoque el asiento se expresa mediante la siguiente ecuación:<br />
w<br />
C<br />
1<br />
C<br />
2<br />
q<br />
I<br />
z<br />
E<br />
z<br />
donde:<br />
q<br />
Iz<br />
representa la carga neta aplicada a la cimentación;<br />
es un factor de deformación cuyo valor es nulo a la pr<strong>of</strong>undidad de 2B, para<br />
cimentaciones circulares o cuadradas, y a pr<strong>of</strong>undidad 4B, para cimentaciones<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
107<br />
corridas.<br />
I<br />
z max 0.5 0. 1<br />
q<br />
'<br />
v i<br />
0.5<br />
donde:<br />
' v i representa la tensión vertical eficaz a la pr<strong>of</strong>undidad B/2 para cimentaciones circulares o<br />
cuadradas, y a pr<strong>of</strong>undidad B para cimentaciones corridas<br />
E i representa el módulo de deformación del terreno correspondiente al estrato i-ésimo considerado<br />
en el cálculo;<br />
z i<br />
representa el espesor del i-ésimo estrato;<br />
C1 y C2 son dos coeficientes correctivos.<br />
El módulo E i se considera igual a 2.5 qc para cimentaciones circulares o cuadradas e igual a 3.5 qc para<br />
cimentaciones corridas. En los casos intermedios, se interpola en función del valor de L/B.<br />
El término q c que interviene en la determinación de E representa la resistencia a la puntaza obtenida con<br />
la prueba CPT.<br />
Las expresiones de los dos coeficientes C1 y C2 son:<br />
'<br />
0<br />
v<br />
C1<br />
1 0.5 0.5<br />
que toma en cuenta la pr<strong>of</strong>undidad del plano de<br />
q<br />
cimentación.<br />
C<br />
2<br />
1<br />
0.2<br />
t<br />
log<br />
0.1<br />
que toma en cuenta las deformaciones diferidas en el<br />
tiempo por efecto secundario.<br />
En la expresión anterior, t representa el tiempo, expresado en años después de haber terminado<br />
la construcción, de acuerdo con el cual se calcula el asentamiento.<br />
Burland y Burbidge<br />
Si para calcular los asentamientos se dispone de datos obtenidos con ensayos penetrométricos<br />
dinámicos, entonces es posible valerse del método de Burland y Burbidge (1985), en el cual se relaciona<br />
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108<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
un índice de compresibilidad Ic al resultado N SPT del ensayo penetrométrico dinámico. La expresión del<br />
asiento propuesta por los autores es la siguiente:<br />
S<br />
f<br />
S<br />
f<br />
H<br />
f<br />
t<br />
I<br />
' 0.7 C<br />
v B 0 3<br />
q<br />
'<br />
'<br />
v 0<br />
B<br />
0.7<br />
I<br />
C<br />
Donde:<br />
q'<br />
es la presión eficaz bruta;<br />
' v 0 es la tensión vertical eficaz en la cota establecida de la cimentación;<br />
B<br />
Ic<br />
f S<br />
, f H , f t<br />
es el ancho de la cimentación;<br />
es el índice de compresibilidad;<br />
son factores correctores que consideran respectivamente la forma, el espesor del<br />
estrato comprensible y el componente viscoso de los asientos.<br />
El índice de compresibilidad Ic está legado al valor medio N AV de Nspt al interno de una pr<strong>of</strong>undidad<br />
significativa z i (que el s<strong>of</strong>tware calcula en automático):<br />
IC<br />
1.076<br />
1.4<br />
N<br />
AV<br />
Con respecto a los valores de Nspt a utilizar en el cálculo del valor medio N AV , hay que precisar que los<br />
valores se deben corregir para arenas con componentes limosos bajo el nivel freático y Nspt>15, según<br />
la indicación de Terzaghi y Peck (1948)<br />
N C<br />
15 0.5 Nspt<br />
15<br />
donde Nc es el valor correcto a usar en los cálculos.<br />
Para depósitos gravosos arenosos-gravosos el valor corregido es igual a:<br />
N C<br />
1. 25<br />
Nspt<br />
Las expresiones de los factores correctores f S<br />
, f H<br />
y f t<br />
son respectivamente:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
109<br />
f S<br />
1.25<br />
L B<br />
L B<br />
0.25<br />
2<br />
H<br />
fH<br />
2<br />
z<br />
i<br />
H<br />
z<br />
i<br />
f t<br />
1 R3<br />
R<br />
t<br />
log<br />
3<br />
con:<br />
t = tiempo en años > 3;<br />
R 3 = constante igual a 0.3 para cargas estáticas ye 0.7 para cargas dinámicas;<br />
R = 0.2 en el caso de cargas estáticas y 0.8 para cargas dinámicas.<br />
Verificación de la licuefacción<br />
El fenómeno de la licuefacción tiene que ver con los depósitos arenosos saturados que, durante un<br />
evento sísmico o más ampliamente durante e inmediatamente después de una solicitación cíclica, sufren<br />
una drástica reducción de la resistencia al corte.<br />
Es generalmente aceptado que la causa principal de la licuefacción de los terrenos arenosos saturados,<br />
que se produce durante los eventos sísmicos, sea debida al aumento de las presiones intersticiales<br />
originadas por las solicitaciones de corte cíclicas, que a su vez han de atribuirse a la propagación de las<br />
ondas de corte en el terreno. La aplicación de una sucesión de esfuerzos cíclicos en condiciones<br />
drenadas genera inicialmente una reducción de volumen; sin embargo, si la solicitación se da muy<br />
rápidamente con respecto a la capacidad de drenaje del depósito, sucede que la reducción de volumen<br />
no puede manifestarse y el mismo será sometido a un proceso de carga no drenada.<br />
El impedimento de la deformación volumétrica se acompaña de un aumento de la presión de poro y de<br />
una reducción de las tensiones efectivas, con las tensiones totales constantes. El aumento de presión<br />
neutra depende del grado de densificación inicial del terreno y del tipo de solicitación cíclica.<br />
Si el terreno se encuentra en estado poco denso y la solicitación cíclica resulta suficientemente elevada,<br />
el incremento de presión neutra resultante puede igualar la tensión efectiva de confinamiento y las<br />
partículas de terreno ya no estarán sujetas a ningún esfuerzo intergranular.<br />
En tales condiciones y siendo la cohesión nula, el terreno ya no tiene ninguna resistencia al corte.<br />
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110<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Sue lo are noso sat urado ant e s de l e fe c t o de la lic ue fac c ión (izquie rda), se not an las t e nsione s e nt re los<br />
granos re pre se nt adas c on las fle c has rojas. Sue lo are noso sat urado c on proc e so de lic ue fac c ión,<br />
t e nsione s int e rgranulare s ause nt e s.<br />
CASOS EN LOS QUE SE PUEDE EXCLUIR LA PRESENCIA DE FENÓMENOS DE LICUEFACCIÓN (EC8)<br />
La verificación de la licuefacción se podrá obviar cuando se manifieste por lo menos una de las siguientes<br />
circunstancias:<br />
1. Eventos sísmicos esperados de magnitud M menor que 5;<br />
2. Aceleración máxima esperada en superficie menor que 0.1 g;<br />
3. Aceleración máxima esperada en superficie menor que 0.15g y suelos con características<br />
pertenecientes a una de las tres siguientes categorías:<br />
FC>20%, IP>10;<br />
FC= 35%, N’SPT (corregido-normalizado) >20;<br />
FC=5%, N’SPT (corregido-normalizado) >25 ;<br />
Nota:<br />
N'<br />
SPT<br />
N<br />
SPT<br />
C<br />
N<br />
C<br />
N<br />
p<br />
'<br />
a<br />
v<br />
0.5<br />
donde:<br />
pa es la presión atmosférica;<br />
σ’v la presion efectiva vertical.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
111<br />
4. Material con Uc < 3.5 – Granulometría del suelo externa a las zonas indicadas en la Fig. 4.5.9;<br />
Material con Uc >3.5 – Granulometría del suelo externa a las zonas indicadas en la Fig. 4.510<br />
5. Pr<strong>of</strong>undidad promedio estacional del nivel freático mayor a los 15 m (siempre que el plano del terreno<br />
sea sub-horizontal y estructuras con cimentaciones superficiales).<br />
Figura 4.5.9 – Tramos granulom é t ric os c rít ic os U c<br />
< 3.5<br />
Figura 4.5.10 – Tramos granulom é t ric os c rít ic os U c<br />
>3.5<br />
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112<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
El método que utiliza LoadCap para determinar la licuefacción de un terreno arenoso durante un evento<br />
sísmico es el propuesto por Seed e Idriss, el cual es el más conocido y utilizado de los métodos<br />
simplificados.<br />
Dicho método se basa en el número de golpes del ensayo Standard Penetration Test y requiere de pocos<br />
parámetros geotécnicos: la granulom e t ría, la de nsidad re lat iv a, e l pe so de v olum e n.<br />
El factor de resistencia a la licuefacción FS se deriva de la relación entre la capacidad de resistencia<br />
normalizada (R) y el esfuerzo cíclico resistente (T), multiplicado por un factor de escala que se estima<br />
considerando un evento sísmico esperado de magnitud M=6.5 que asume un valor constante igual a 1.19<br />
(peor condición).<br />
La capacidad de resistencia normalizada con respecto a la tensión vertical efectiva inicial se expresa<br />
con:<br />
R<br />
ult<br />
'<br />
v0<br />
y se puede determinar a partir del gráfico de la Fig. 4.5.11, función de parámetros obtenidos con<br />
ensayos SPT oportunamente corregidos y normalizados.<br />
Figura 4.5.11 – Corre lac ión e nt re c apac idad de re sist e nc ia c íc lic a y núm e ro de golpe s c orre gido de l<br />
e nsayo pe ne t rom é t ric o dinám ic o (N' SPT<br />
)<br />
La relación de esfuerzos cíclicos se expresa como:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
113<br />
T<br />
a<br />
0 65<br />
g<br />
.<br />
max<br />
v rd<br />
' v<br />
donde:<br />
g = aceleración de la gravedad;<br />
δ v<br />
δ' v =<br />
respectivamente, tensión vertical total y tensión vertical efectiva a la pr<strong>of</strong>undidad considerada;<br />
r d<br />
= 1-0.015z factor de reducción que tiene en cuenta la deformabilidad del terreno al pasar de las<br />
ondas sísmicas de corte.<br />
En la expresión de esfuerzos cíclicos (T), para tener en cuenta el carácter esporádico de los picos de<br />
aceleración, se corrige el esfuerzo máximo cíclico inducido por el evento sísmico del 35% obteniendo un<br />
valor de "esfuerzo equivalente uniforme".<br />
Si FS>1.3 el depósito se considera no licuable.<br />
4.7.1.<br />
Correcciones sísmicas según PAOLUCCI & PECKER<br />
El efecto de la acción sísmica sobre la carga última de una cimentación se puede calcular introduciendo,<br />
en los tres términos de la capacidad portante, los factores parciales Z de corección determinados en la<br />
siguiente manera:<br />
zq<br />
k<br />
1 h<br />
tg<br />
0,35<br />
zc 1 0, 32 k h<br />
z<br />
z q<br />
donde:<br />
kh<br />
S ag<br />
g<br />
es el coeficiente sísmico horizontal calculado en función de la aceleración máxima al suelo ag/g e de la<br />
categoría de perfil.<br />
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114<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Véase también:<br />
Cálculo de los factores de capacidad portante en condiciones sísmicas<br />
4.7.2.<br />
Capacidad Portante de cimentaciones en taludes<br />
Un problema particular que ocasionalmente se puede presentar son las cimentaciones situadas en<br />
un talud o en las inmediaciones del mismo. En la Fig. 4.5.2.1 se muestra como la ausencia de<br />
terreno en el lado en pendencia de la cimentación tiende a reducir la estabilidad .<br />
Figura 4.5.2.1- Cim e nt ac ión e n t alud o e n las c e rc anías de l m ism o<br />
La risoluzione del problema viene affrontata calcolando dei coefficienti ridotti N'c ed N'q ed<br />
assumendo che la linea d’inclinazione dello stesso pendio rappresenti una direzione principale.<br />
El coeficiente N'c reducido se calcula considerando como superficie de rotura ade = L O<br />
, la relativa<br />
al caso de cimentación horizontal y adE = L1 de la figura, obteniendo así:<br />
N<br />
'<br />
c<br />
L<br />
N 1<br />
c<br />
L0<br />
El coeficiente N'q se reduce con la relación entre las áreas D(ce) = A0 en caso de cimentaciones<br />
en llano, y Efg de la figura 4.5.2.1(a) (o, como alternativa, Efgh = A1 de la Figura 4.5.2.1(b),<br />
obteniendo así:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
115<br />
N<br />
'<br />
q<br />
Nq<br />
A1<br />
A0<br />
En caso de talud con A 1<br />
A 0<br />
:<br />
N ' q N q<br />
Se debería después verificar la estabilidad global del talud bajo el efecto de la carga transmitida<br />
por la cimentación utilizando un programa de estabilidad de taludes (Slope de Ge oSt ru).<br />
La capacidad de carga por lo tanto se calcula utilizando las fórmulas usuales y los coeficientes de<br />
reducción:<br />
qlim<br />
D<br />
N<br />
'<br />
q<br />
sq<br />
iq<br />
c<br />
N<br />
'<br />
c<br />
sc<br />
ic<br />
1<br />
2<br />
B<br />
N<br />
s<br />
d<br />
i<br />
E coeficiente N , que depende del terreno, no se corrige a la hora de tener en cuenta el talud.<br />
Cuando b = 0, los coeficientes N'c y N'q coinciden con los del caso de cimentaciones en terreno<br />
llano para cada valor de independentemente de las relaciones D/B (pr<strong>of</strong>undidad plano de<br />
cimentación/anchura) y b/B (distancia del talud/anchura). Cuando D/B>0, visto que el efecto de<br />
la pr<strong>of</strong>undidad está ya considerado sea en Nc que en Nq, no se deberían usar más los coeficientes<br />
di.<br />
4.7.3.<br />
Cálculo presiones terreno<br />
Existen situaciones en las cuales es imposible mantener la resultante de la presión en el terreno al<br />
interno del tercio medio de la base. Tal situación se manifiesta cuando una o más combinaciones de<br />
carga superan en buena medida la capacidad de la cimentación de oponerse al momento de vuelco (<br />
c ondic ione s de c arga t ransit orias o t e m porale s de bidas a v ie nt o o a sism o). Si bien por lo común las<br />
cimentaciones no se proyectan para tales condiciones de carga, se debería verificar la estabilidad al<br />
vuelco en presencia de estas cargas temporales.<br />
El consultor geotécnico debería suministrar, a petición del cliente, una evaluación separada de la<br />
presión admisible sobre el terreno q'0 válida en condiciones de carga temporal, además de la que se<br />
utiliza en condiciones de estado límite.<br />
Para una excentricidad<br />
e<br />
L<br />
6<br />
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116<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
con respecto a uno de los ejes, de la figura 4.5.3.1 se obtiene una ecuación para determinar la<br />
presión máxima en el terreno y la longitud L' efectiva de la cimentación, en donde obviamente el<br />
área de la base no reacciona con una longitud igual a L - L'.<br />
Figura 4.5.3.1- Diagram a de las pre sione s c uando e >L/6<br />
El área del triángulo de las presiones debe ser igual a la carga vertical P y el resultado se debe aplicar a<br />
L'/3 de la extremidad más sometida a solicitaciones y pasar por el baricéntro del triángulo. Este punto<br />
está a una distancia<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
117<br />
e<br />
M<br />
P<br />
del centro de la cimentación de manera que<br />
L / 2 e L'<br />
/3<br />
y<br />
P<br />
q<br />
2 BL'<br />
Sustituyendo L' en la expresión de P y resolviendo respecto a q se obtiene<br />
q<br />
2P<br />
3B<br />
L /2<br />
e<br />
q'<br />
a<br />
Con P, q' a y excentricidad determinados, se resuelve con respecto a B y a L con tanteo hasta satisfacer<br />
la igualdad.<br />
Cuando que se presenta el momento ya sea respecto al eje X que al eje y, la posición de la resultante<br />
resulta como en la figura 4.5.3.2.<br />
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118<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
Figura 4.5.3.2- Posic ión de la re sult ant e c uando se t ie ne m om e nt o y a se a re spe c t o a x que a y<br />
y si ambas excentricidades son tales que<br />
L<br />
B<br />
e x e y<br />
6 6<br />
solo una parte de la cimentación responde.<br />
La presión en el terreno en cimentaciones con excentricidad respecto a ambos ejes, se puede<br />
calcular, cuando no se da ningún levantamiento de la cimentación, del siguiente modo:<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
119<br />
q<br />
P<br />
A<br />
M y x<br />
Iy<br />
M x y<br />
I x<br />
ó<br />
q<br />
P<br />
BL<br />
1<br />
6ex<br />
L<br />
6ey<br />
B<br />
Se recuerda que<br />
LB<br />
3<br />
BL<br />
3<br />
I x I y<br />
12 12<br />
My es el momento respecto al eje y;<br />
Mx es el momento respecto al eje x;<br />
e<br />
x<br />
M<br />
P<br />
y<br />
e<br />
y<br />
M<br />
P<br />
x<br />
Los lados positivos son los ilustrados<br />
En caso de cimentación circular las relaciones utilizadas para calcular la presión máxima de<br />
contacto son:<br />
y y x se estiman partiendo desde el eje baricéntrico de la sección. Estableciendo q=0 se obtiene<br />
la posición del eje neutro que permite calcular el área efectiva (área reactiva a compresión)<br />
utilizada en la prueba del deslizamiento.<br />
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120<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
4.7.4.<br />
Normativa<br />
Eurocódigo 7<br />
Proyecto geotécnico – Parte 1: Reglas generales.<br />
Eurocódigo 8<br />
Indicaciones proyectuales para la resistencia sísmica de las estructuras - Parte 5:<br />
Cimentaciones, estructuras de contención y aspectos geotécnicos.<br />
D.M. LL.PP. del 11/03/1988<br />
Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii<br />
naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione,<br />
l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione.<br />
D.M. LL.PP. del 14/02/1992<br />
Norme tecniche per l'esecuzione delle opere in cemento armato normale e<br />
precompresso e per le strutture metalliche.<br />
D.M. 9 Gennaio 1996<br />
Norme Tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento<br />
armato normale e precompresso e per le strutture metalliche.<br />
D.M. 16 Gennaio 1996<br />
Norme Tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e<br />
dei carichi e sovraccarichi.<br />
D.M. 16 Gennaio 1996<br />
Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche.<br />
Circolare Ministero LL.PP. 15 Ottobre 1996 N. 252 AA.GG./S.T.C.<br />
Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche di cui al D.M. 9 Gennaio 1996.<br />
Circolare Ministero LL.PP. 10 Aprile 1997 N. 65/AA.GG.<br />
Istruzioni per l'applicazione delle Norme Tecniche per le costruzioni in zone sismiche di<br />
cui al D.M. 16 Gennaio 1996.<br />
Ordinanza P.C.M. n. 3274del 20.3.2003<br />
Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio<br />
nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica.<br />
Nuove Norme tecniche per le Costruzioni<br />
D.M. 14 Gennaio 2008. Pubblicato su S.0. della G.U. n. 30 del 4 febbraio 2008.<br />
Circolare applicativa del 2 febbraio 2009. n. 617.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
121<br />
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122<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
4.7.5.<br />
Bibliografía<br />
AGI (1984)<br />
>.<br />
Berardi G. (1972)<br />
>, Enciclopedia dell'Ingegneria, vol. VII. ISEDI.<br />
Cestelli Guidi C. (1980)<br />
Geotecnica e Tecnica delle fondazioni, vol. I, Hoepli, Milano.<br />
Colombo P. (1971)<br />
> RIG, vol. V n.3, pp. 163-<br />
172.<br />
Lambe T. W. (1968)<br />
>, JSMFD, ASCE, vol 94, SM 1, pp. 93-<br />
130.<br />
Lancellotta R. (1994)<br />
Geotecnica, 2a ed., Zanichelli, Bologna.<br />
Poulos H. G. , Davis E. H. (1980)<br />
Pile di Foundation Analysis and design, J. Wiley & Sons , New York.<br />
Terzaghi K., Peck R. B. (1967)<br />
Soil Mechanics Engineering Practice, J. Wiley & Sons , New York.<br />
Viggiani C. (1983)<br />
Fondazioni, Ed. CUEM, Napoli.<br />
Bowles (1991)<br />
Fondazioni Progetto e Analisi Joseph E. Bowles, Ed. McGraw-Hill.<br />
Micropali ad elevata capacità portante<br />
>.<br />
La Tecnica Pr<strong>of</strong>essionale (AGOSTO 1998)<br />
>.<br />
Pasquale De Simone<br />
Fondazioni. Liguore Editore.<br />
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LOADCAP Capitolo 4<br />
123<br />
4.7.6.<br />
Cimentaciones circulares<br />
En los casos que la cimentación esté sometida a acción axial y a momento en torno a uno o dos ejes,<br />
come se muestra en la figura 4.7.1, al calcular la capacidad portante se debe considerar el efecto de la<br />
excentricidad de las cargas utilizando las dimensiones equivalentes de la cimentación (B',L'), o sea la<br />
mínima superficie reducida respecto a la cual la resultante queda centrada.<br />
Figura 4.7.1- M é t odo de c álc ulo de las dim e nsione s e quiv ale nt e s de una c im e nt ac ión som e t ida a c arga<br />
no baric é nt ric a<br />
Los dos casos analizados son:<br />
Cimentaciones cuadradas o rectangulares<br />
L'<br />
L<br />
2ex<br />
B' B 2e<br />
y<br />
e<br />
x<br />
M<br />
N<br />
x<br />
e<br />
y<br />
M<br />
N<br />
y<br />
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124<br />
Capitolo 4<br />
LOADCAP<br />
cuya área equivalente resulta A f<br />
=B'L'<br />
Cimentaciones circulares<br />
El área efectiva de una cimentación circular se puede calcular poniendo e x<br />
en un eje genérico (eje X en<br />
nuestro caso) y calculando el área de la zona abcd sometida a carga centrada.<br />
area(abcd )<br />
B' L'<br />
area(abcd )<br />
R R<br />
180<br />
2 R<br />
2<br />
e<br />
2<br />
x<br />
0.<br />
5<br />
2 R<br />
2<br />
e<br />
2<br />
x<br />
0.<br />
5<br />
R<br />
e<br />
x<br />
L'<br />
0.<br />
85<br />
ac<br />
0.<br />
85<br />
2<br />
(R<br />
2<br />
e<br />
2<br />
x<br />
)<br />
0.<br />
5<br />
De estas relaciones se obtiene B', en el caso específico e x<br />
= 0 la superficie equivalente coincide con el<br />
rectángulo inscrito en la circunferencia, en el caso donde e x<br />
=R la capacidad portante límite es casi cero.<br />
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Cómo configurar un nuevo proyecto<br />
CAPITOLO<br />
V
126<br />
Capitolo 5<br />
Cómo configurar un nuevo proyecto<br />
Cuando se inicia un nuevo proyecto para el cálculo de la capacidad de carga y de los asientos<br />
con el programa LoadCap, se aconseja utilizar el comando Nuevo trabajo guiado del menú<br />
Archivo. De esta manera el programa toma todos los datos necesarios para concluir el cálculo sin<br />
errores.<br />
Naturalmente, después de esto el usuario debe modificar los datos del proyecto para adaptarlos<br />
al propio caso: los datos del proyecto se deben modificar con el menú Datos generales.<br />
Tipo terreno<br />
Seleccionar entre terreno suelto y roca según el tipo de suelo en el cual se apoya la<br />
cimentación.<br />
Para cimentaciones en roca el programa adecua automáticamente la ventana de los datos en la<br />
estratigrafía (ej. RQD).<br />
Corrección parámetros<br />
Para terrenos prevalentemente arenosos, Terzaghi sugiere aplicar una corrección a los<br />
parámetros getécnicos de cálculo, o sea reducir la cohesión a 2/3 y la tangente del ángulo de<br />
resistencia al corte a 0,67·tan( ).<br />
Datos sistema de cimentación<br />
Introducir los datos geométricos de la cimentación examinada según lo indicado en la ventana de<br />
input.<br />
Entre las dimensiones geométricas se pide la pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación D respecto al<br />
plano del terreno y la altura de empotramiento: si se introducen ambas y se marca la opción<br />
"Altura de empotramiento = Pr<strong>of</strong>undidad plano de cimentación ", el programa considera la<br />
pr<strong>of</strong>undidad D al calcular el primer término de la capacidad portante ( ·D·Nq). En caso contrario,<br />
el programa asigna a la variable D, el valor de la altura de empotramiento. Con cimentaciones de<br />
plano completa o parcialmente enterrado, la excesiva pr<strong>of</strong>undidad del plano de cimentación<br />
puede provocar valores elevados de la capacidad de carga por motivos del elevado valor del<br />
término ( ·D·Nq), por lo tanto puede ser útil efectuar el cálculo con la altura de empotramiento,<br />
sin seleccionar la opción anterior e insertando el empotramiento efectivo de la cimentación en el<br />
terreno.<br />
En virtud del DM 2008, tales datos deben ser los parámetros característicos de los estratos.<br />
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Cómo configurar un nuevo proyecto Capitolo 5<br />
127<br />
Estratigrafía terreno<br />
Usando este comando, aparece la ventana donde se deben introducir los datos geotécnicos que usa el<br />
programa para calcular la capacidad de carga y el asiento.<br />
Notas parámetros geotécnicos<br />
Si se procede con teorías a los estados límites, los parámetros geotécnicos quedan<br />
entendidos como característicos.<br />
Pruebas penetrométricas<br />
Si se cuenta con resultados de pruebas penetrométricas dinámicas en términos de Nspt<br />
del estrato, se puede efectuar el cálculo de la susceptibilidad a la licuefacción del estrato<br />
en presencia de acción sísmica, nivel freático y terreno sin cohesión. Tal valoración se<br />
realiza con el método de Seed e Idriss y con la condición de que el espesor del estrato<br />
sea de más de 1 metro.<br />
Cargas<br />
Es necesario establecer las cargas solo cuando la finalidad es calcular los asientos. La<br />
introducción de una carga para calcular la capacidad de carga última del terreno sirve para<br />
determinar el nivel de seguridad como razón Qlim/Qd entre la carga última y la carga del<br />
proyecto.<br />
El programa permite evaluar varias condiciones de carga, ya sea de la capacidad de carga que<br />
de los asientos, las cuales se definen en la ventana de las Acciones-Resistencias.<br />
En cada condición a definir se debe seleccionar el Tipo: puede ser de Proyecto cuando la<br />
finalidad es calcular el nivel de seguridad de la capacidad de carga última del terreno o de<br />
Servicio para calcular los asientos.<br />
Cada una de las condiciones de carga se debe introducir en forma de "Presión normal del<br />
proyecto" o de esfuerzo normal N, de momentos Mx y My , o de cortes Hx y Hy. Por ejemplo en<br />
el caso de una cimentación aislada es más fácil contar con estos datos que con la presión normal<br />
del proyecto. En todo caso, la carga establecida se refiere al plano de cimentación y por lo tanto<br />
debe incluir también el peso de esta.<br />
Además, cada condición se debe asignar ya amplificada con eventuales factores en las cargas.<br />
Para definir los niveles de seguridad aceptables por parte del usuario o impuestos por las normas<br />
aplicadas, es necesario introducir los Coeficientes Reductores Capacidad de carga vertical y horizontal<br />
(por ej. igual 3 si se aplica el DM'96). En el mismo recuadro (Sismo + Coef. parciales parámetros<br />
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128<br />
Capitolo 5<br />
Cómo configurar un nuevo proyecto<br />
geotécnicos terrenos + Resistencias ) se definen también los coeficientes parciales de las propiedades<br />
geotécnicas de los terrenos (c’, cu, tan , ) los cuales representan los coeficientes parciales M i<br />
introducidos por NTC 2008 o por los Eurocódigos, que reducen los parámetros geotécnicos definidos en la<br />
estratigrafía. Este tipo de coeficientes se considera solo en las condiciones de carga de tipo Proyecto y<br />
no en las de Servicio.<br />
También la corrección sísmica en la capacidad de carga se refiere solo a condiciones concernientes a la<br />
capacidad de carga y por lo tanto al tipo Proyecto. Los valores de los coeficientes reductores sísmicos<br />
aparecen en el informe formato RTF que produce el programa (menú Exportar, comando Exportar en<br />
formato RTF).<br />
Los botones Generar combinación y Asignar cargas que aparecen en la ventana en cuestión activan,<br />
respectivamente, el número y el tipo de combinaciones a adoptar con base en la norma a seguir<br />
seleccionada (por ej. A1+M1+R3 para NTC 2008 - Acercamiento 2) y asigna un valor orientativo a la<br />
presión normal de proyecto, en caso que no fuese disponible.<br />
Cargas repartidas<br />
Son las cargas adicionales que se pueden asignar a la derecha y a la izquierda de la cimentación para<br />
considerar la presencia de sobrecargas adyacentes a la misma. (por ej. construcciones contiguas). El<br />
efecto se considera solo como incremento de tensiones en el subsuelo para el cálculo de los asientos y<br />
de la interferencia de los bulbos.<br />
Métodos de cálculo<br />
Los métodos analíticos para el cálculo de la capacidad de carga límite del terreno son los clásicos<br />
presentes en la literatura geotécnica:Terzaghi, Vesic, Meyerh<strong>of</strong>, Hansen y Brinch-Hansen, para terrenos;<br />
Terzaghi y Zienkiewicz, para rocas.<br />
Cálculo<br />
El programa presenta comandos de cálculo para la capacidad de carga y para los asientos.<br />
Carga última: El cálculo de la carga última da los resultados de cada condición de carga de tipo<br />
Proyecto introducida en la ventana cargas. El comando vuelve a proponer la misma ventana de cargas<br />
añadiendo una tabla de resultados. El usuario tiene por lo tanto la posibilidad de realizar cambios ya sea<br />
en las cargas que en los coeficientes sin tener que salir del comando y volver a entrar en la ventana<br />
Acciones-Resistencias del menú Datos Generales. Para cada carga se calcula el factor de seguridad<br />
como razón Qlim/Qass entre carga última y carga asignada (tensión o presión de proyecto) y la<br />
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Cómo configurar un nuevo proyecto Capitolo 5<br />
129<br />
condición Verificado/Sin verificar dependiendo de si el factor de seguridad obtenido es superior o no al<br />
nivel de seguridad impuesto por el usuario en la ventana de las cargas.<br />
Finalmente, para cada autor, se calcula el coeficiente de reacción del suelo (Ks) con el método<br />
propuesto por Bowles:<br />
ks = q lim<br />
/ H con H = 2,5 cm desplazamiento considerado como admisible.<br />
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Comandos de short cut<br />
CAPITOLO<br />
VI
Comandos de short cut Capitolo 6<br />
131<br />
La barra indicada en la Fig. 4.7.1 posee una serie de funciones:<br />
1) Con las letras de s ho rt cut de los menús seguidas de e nt e r, se obtiene acceso veloz a los<br />
comandos.<br />
Ejemplo: N+Enter para crear un archivo nuevo.<br />
2) Se le puede hacer una pregunta al programa seguida de +Enter. En este caso se efectúan<br />
búsquedas avanzadas en el manual.<br />
Ejemplo: Sismo++Enter para más informaciones sobre el análisis sísmico.<br />
3) Activación rápida de un programa.<br />
Ejemplo: Slope+Enter para abrir otro s<strong>of</strong>t w are Ge oSt ru.<br />
4) Acceso rápido a los contactos con Ge oSt ru.<br />
Ejemplo: Contactos++Enter para acceder la lista de los contactos<br />
5) Accesso rápido a funciones web:<br />
Ejemplo: www.geostru.com+Enter o geostru@geostru.com.<br />
Figura 4.7.1- Barra c om andos de short c ut<br />
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132<br />
Loadcap<br />
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Index 133<br />
Index<br />
- A -<br />
Acción sísmica 61<br />
Acciones 71<br />
Activar el s<strong>of</strong>tware 6<br />
Actualizar s<strong>of</strong>tware 13<br />
Administración ensayos 70<br />
Altura 62<br />
Anchura 62<br />
Ángulo de rozamiento 66<br />
Asientos 66<br />
Asientos Burland & Burbidge 77<br />
Asientos diferenciales 78<br />
Asientos edométricos 102<br />
Asientos<br />
76<br />
edométricos-Schmertmann<br />
Asientos elásticos 77<br />
Asientos post-sísmicos 77<br />
Asignar cargas 71<br />
Asistencia técnica 13<br />
Autores métodos 74<br />
Ayuda 13<br />
- B -<br />
Base 62<br />
Bibliografía 122<br />
Bulbo tensiones<br />
Cuñas de rotura 82<br />
Burland 107<br />
- C -<br />
Cálculo carga última 74<br />
Cálculo presiones terreno 115<br />
Características geotécnicas 66<br />
Características geotécnicas<br />
66<br />
estratos<br />
Carga última 126<br />
Cargas 71<br />
Cargas repartidas 73<br />
Cimentaciones circulares 123<br />
Cimentaciones en taludes 114<br />
Circular 62<br />
Coeficiente reacción del suelo 126<br />
Coeficientes 71<br />
Coeficientes sísmicos DM88 22<br />
Coeficientes sísmicos Eurocódigo 42<br />
8<br />
Cohesión 66<br />
Comandos_de_short_cut 131<br />
Combinación 71<br />
Combinaciones 74<br />
Cómo configurar un nuevo<br />
126<br />
proyecto<br />
Contactos <strong>GeoStru</strong> 14<br />
Copyright 13<br />
Corrección 71<br />
Correcciones parámetros 61<br />
Correcciones sísmicas según 113<br />
PAOLUCCI & PECKER<br />
Corrimiento 66<br />
- D -<br />
Database suelos 17<br />
Database terrenos 62<br />
Dati generali<br />
Azione sismica 61<br />
Sisma 61<br />
Dati sistema di fondazione 62<br />
Datos adicionales 76<br />
Datos generales 61<br />
Deslizamiento 66<br />
Diferenciales 78<br />
Distancia 62<br />
Dynamic Probing 70<br />
- E -<br />
Empotramiento 62<br />
Estratigrafía 66, 126<br />
Estrato 71<br />
Eurocódigo 7 22<br />
Eurocódigo 8 42<br />
Exportar 83<br />
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134<br />
Loadcap<br />
- F -<br />
Factor de seguridad 74<br />
- G -<br />
Gráficos 81<br />
- I -<br />
Importar archivos con datos 78<br />
Importar archivos DXF 78<br />
Inclinación 62<br />
Inclinación estrato 66<br />
Input gráfico 71<br />
- K -<br />
Kh 22<br />
Kv 22<br />
- L -<br />
Licuefacción 109<br />
Comprobación licuefacción 78<br />
Susceptibilidad licuefacción 126<br />
Licuefacción-comprobación 109<br />
LoadCap 60<br />
Longitud 62<br />
Losas 62<br />
- P -<br />
Plano de cimentación 62<br />
Presión normal de proyecto 71, 76<br />
- S -<br />
Schmertmann 76<br />
Static Probing 70<br />
- T -<br />
Tablas de conversión 16<br />
Tensión 115<br />
Teoría 83<br />
Terraplenes 75<br />
Terrenos 66<br />
Texturas 62, 66<br />
Tipo terreno 61<br />
- V -<br />
Vista 82<br />
- Z -<br />
Zapata corrida 62<br />
Zapatas aisladas 62<br />
Zona 61<br />
- M -<br />
Módulo terraplenes 75<br />
- N -<br />
Nivel freático 62<br />
Normativa 120<br />
Nuevo proyecto 126<br />
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