esfuerzos verticales
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presentacion
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROFESOR: RODOLFO MAYO OROPEZAALUMNO:FERNANDO SANLUCAR VELAZQUEZPROBLEMASDISTRIBUCION DE ESFUERZOS VERTICALES.
CARGA VERTICAL CONCENTRADA (P)
CARGA LINEAL DISTRIBUIDA EN LONGITUD FINITA (PO)
CARGA DISTRIBUIDA (W) EN AREA RECTANGULAR DE ESQUINA
CARGA DISTRIBUIDA (W) EN AREA CIRCULAR EN CENTRO
ANEXO 1.-FACTORES DE INFLUENCIA
problemas P concentrada
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCOUNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaDivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 1.PROBLEMA 1 GRAFICA.DETERMINAR EL ESFUERZO VERTICAL DEBIDO A UNA CARGA PUNTUAL (P) CONCENTRADA EN UNA MASA DE SUELO GENERADA POR UNA CARGA= 100TON/M2 PARA UN R=1 Y Z= 0-10
FORMULA
DATOSP=100r=1Z=DE 0 A 10 M.SOLUCION: TABULACION DE VALORES DE Z, r/Z, P0, Y Zrr/Zp0P 0.1110.000.00001000.00050.313.330.00091000.09350.611.670.01721001.72130.911.110.06401006.39671.510.670.190410019.0409210.500.273310027.33162.510.400.329510032.9454310.330.366910036.68993.510.290.392410039.2411410.250.410310041.03164.510.220.423310042.3258510.200.432910043.28705.510.180.440210044.0178610.170.445910044.58546.510.150.450310045.0341710.140.453910045.39477.510.130.456910045.6886810.130.459310045.93118.510.120.461310046.1334910.110.463010046.30409.310.110.463910046.39379.610.100.464810046.47541010.100.465710046.5733
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCOUNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaDivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 2.PROBLEMA 5 grafica.DETERMINAR EL VALOR DEL ESFUERZO VERTICAL EN CADA UNO DE LOS PUNTOS SIGUIENTES:A(-1,-2,5), B(-1,2,5), C(1,2,5), D(1,-2,5), E(0,0,5) PARA UNA CARGA P=100 TON.
SOLUCION: NO CONOCEMOS r PERO PODEMOS ENCONTRARLO CON LA FORMULA:PUNTOSXYZrr/ZP0A-1-252.240.450.3027B-1252.240.450.3027C1252.240.450.3027D1-252.240.450.3027E0050.000.000.4775VALORES ES ESFUERZOSPUNTOCARGAESFUERZOA1001.21FORMULAB1001.21C1001.21D1001.21E1001.91
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 3.DETERMINAR EL VALOR DEL ESFUERZO VERTICAL EN EL PUNTO "A" A UNAPROFUNDIDAD DE 2.5 METROS
PUNTOXYZrP0ESFUERZOP101.52.51.50.22141.7709P2102.510.32956.3255P3-11.52.51.80280.16761.8774TOTAL9.9737
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 4.determinar el valor del esfuerzo vertical sobre cualquier punto de una tubera a una profundidad de 2.5 metros generado por una fuerza p=100ton.
el valor de p0 est en funcin de la relacin r/Z, conocemos el valor de Z, ahora procedemos a hacer una tabulacin de los valores de r deseados para conocer los esfuerzos sobre cualquier punto de la tubera.
rzr/zp0esfuerzo0.22.50.080.46997.51850.42.50.160.44827.17160.62.50.240.41516.64140.82.50.320.37425.987012.50.40.32955.27131.52.50.60.22143.541722.50.80.13862.21792.52.510.08441.350532.51.20.05130.82153.22.51.280.04220.67563.42.51.360.03480.5573
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y Arquitectura
MECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 5.las isobaras(serie de puntos con presiones iguales) son lneas imaginarias que unen puntos en la masa de suelo con la misma presin. De la ecuacin de esfuerzo despejamos la variable Z. quedando de la siguiente manera:
suponiendo que tenemos en la superficie una carga de 100 ton. Encontrar las isobaras para la presin de 1,2,3 ton/m2.
solucin: jugamos con los valores de r/Z en una tabulacin.r/Zp0z=(100*P0)^(1/2)rz=(50*P0)^(1/2)z=(33*P0)^(1/2)0.000.47756.90990.00004.88603.96940.020.47706.90640.13814.88363.96740.050.47456.88830.34444.87083.95710.100.46576.82450.68244.82563.92040.250.41036.40561.60144.52943.67970.500.27335.22802.61403.69673.00320.750.15653.95542.96662.79692.27221.000.08442.90522.90522.05431.66891.250.04542.13132.66411.50701.22431.500.02511.58352.37521.11970.90961.750.01441.19812.09660.84720.68822.000.00850.92421.84840.65350.53092.250.00530.72641.63430.51360.41732.500.00340.58081.45210.41070.33372.500.00340.5808-1.45210.41070.33372.250.00530.7264-1.63430.51360.41732.000.00850.9242-1.84840.65350.53091.750.01441.1981-2.09660.84720.68821.500.02511.5835-2.37521.11970.90961.250.04542.1313-2.66411.50701.22431.000.08442.9052-2.90522.05431.66890.750.15653.9554-2.96662.79692.27220.500.27335.2280-2.61403.69673.00320.250.41036.4056-1.60144.52943.67970.100.46576.8245-0.68244.82563.92040.050.47456.8883-0.34444.87083.95710.020.47706.9064-0.13814.88363.96740.000.47756.90990.00004.88603.9694
p=100ton.z=2.5mtuberar
problemas carga lineal finita
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 1.determinar el esfuerzo vertical debido a una carga lineal uniformemente distribuida (p) a una profundidad z en una masa de suelo.
DATOSFORMULAp(TON)=10X(m)=1Y(m)=5Z(m)=5m=0.2n=1
CONOCIENDO m Y n OBTENEMOS P0.P0=0.26ESFUERZO=0.52
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCOUNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaDivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 2.PROBLEMA 2 GRAFICA.DETERMIANR EL VALOR DEL ESFUERZO VERTICAL DEBIDO A UNA CARGA LINEAL UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA (p) PARA UNA PROFUNDIDAS DE 0 A 15 METROS CON LOS DATOS SIGUIENTES.
DATOSX1Y5Z0-15p10ZmnP0p/ZESFUERZO0.0520.00100.000.00200.000.000.1010.0050.000.000100.000.000.254.0020.000.00140.000.040.502.0010.000.01320.000.250.751.336.670.04113.330.551.001.005.000.07910.000.791.500.673.330.1526.671.012.000.502.500.2015.001.012.500.402.000.2324.000.933.000.331.670.2493.330.833.500.291.430.2582.860.744.000.251.250.2622.500.654.500.221.110.2612.220.585.000.201.000.2592.000.525.500.180.910.2541.820.466.000.170.830.2481.670.416.500.150.770.2421.540.377.000.140.710.2351.430.347.500.130.670.2281.330.308.000.130.630.2211.250.288.500.120.590.2141.180.259.000.110.560.2081.110.239.500.110.530.2011.050.2110.000.100.500.1951.000.1911.000.090.450.1830.910.1712.000.080.420.1720.830.1413.000.080.380.1620.770.1214.000.070.360.1530.710.1115.000.070.330.1440.670.10
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 3.DETERMIANR EL VALOR DEL ESFUERZO VERTICAL DEBIDO A UNA CARGA LINEAL UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA p QUE NO TOCA EL EJE 'X' (A UN METRO DEL EJE 'X') PARA UNA PROFUNDIDAS DE 4 METROS CON LOS DATOS SIGUIENTES.
DATOSX1.5Y5Y11Z5m0.3n1m10.3n10.2P15
CALCULO DE P0 Y ESFUERZO PARA 'Y' (ESFUERZO1).P0=0.234ESFUERZO=0.7009363149CALCULO DE P0 Y ESFUERZO PARA Y1 (ESFUERZO1).P0=0.075ESFUERZO=0.2241529776ESFUERZO TOTAL (ESFUERZO1-ESFUERZO2)ESFUERZO TOTAL=0.4767833372
CARGA DISTRIBUIDA EN ESQUINA
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 1.CALCULE EL ESFUERZO EN EL PUNTO 'O' A UNA PROFUNDIDAD Z=5MTS. SOBRE EL RECTANGULO ABCD CON UNA CARGA W=3TON/M2
SOLUCION: PARA ENCONTRAR EL ESFUERZO EN EL PUNTO 'O' SE DIVIDE EL RECTANCULO EN 4 RECTANGULOS MAS PEQUEOS (I,II,III Y IV) DE MANERA QUE EL PUNTO 'O' QUEDE EN LA ESQUINA DE CADA RECTANGULO COMO MUESTRA LA FIGURA ANTERIOR.
DATOSFIGURA 1FIGURA IIFIGURA IIIFIGURA IVX4664Y3333Z5555m0.81.21.20.8n0.60.60.60.6W3333W00.1250.1430.1430.125ESFUERZO 0.3750.4290.4290.375ESFUERZO ACUMULADO0.3750.8041.2331.608
EL ESFUERZO TOTAL SOBRE EL PUNTO 'O' A UNA PROFUNDIDA Z=5 ES IGUAL A 1.608
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 2.CALCULE EL ESFUERZO EN EL PUNTO 'O' A UNA PROFUNDIDAD Z=5MTS. FUERA DEL RECTANGULO ABCD CON UNA CARGA W=10 TON/M2.
(II)(III)
AREA CARGADA (I)(IV)
LOS RECTANGULOS II,III Y IV SON FIGURAS FICTICIAS PARA PODER CALCULAR EL ESFUERZO EN EL PUNTO 'O' GENERADO POR EL AREA CARGADA (I).
FIGURA IIFIGURAIIIFIGURA IVFIGURA T.DGOFHBCOOHEFACGOX222222Y1.51.511.511.5Z5555m4.40.40.44.4n0.30.32.32.3W10101010W00.090.0470.1140.243ESFUERZO0.900.471.142.43
EL ESFUERZO EN EL PUNTO 'O' SE OBTIENE DE DE LA SIGUIENTE FORMA: ESFUERZO(T)+ESFUERZO(III)-ESFUERZO(IV)-ESFUERZO(II)
ESFUERZO= 2.43+.47-1.14-.90=0.86
6433OAEBFCGDHIIIIIIIV201.50210OABCDEFGH
CARGA CIRCULAR
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 1.DETERMINAR EL ESFUERZO VERTICAL AL CENTRO DE UN AREA CIRCULAR UNIFORMEMENTE CARGADA CON LOS DATOS SIGUIENTES.
DATOSD20r10Z10W10W00.6464ESFUERZO6.46
UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCOUNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCODivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaDivisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaMECANICA DE SUELOS APLICADAMECANICA DE SUELOS APLICADAPROBLEMA 2.PROBLEMA 2 GRAFICA.DETERMINAR EL ESFUERZO VERTICAL AL CENTRO DE UN AREA CIRCULAR UNIFORMEMENTE CARGADA CON LOS DATOS SIGUIENTES.
DATOSD20r10ZDE 0 A 10W10
rZr/ZW0WESFUERZO100.10100.001.00001010.00100.2540.001.00001010.00100.5020.000.99991010.00100.7513.330.99961010.00101.0010.000.9990109.99101.506.670.9967109.97102.005.000.9925109.92102.504.000.9857109.86103.003.330.9763109.76103.502.860.9639109.64104.002.500.9488109.49104.502.220.9309109.31105.002.000.9106109.11105.501.820.8881108.88106.001.670.8638108.64106.501.540.8381108.38107.001.430.8114108.11107.501.330.7840107.84108.001.250.7562107.56108.501.180.7283107.28109.001.110.7006107.01109.201.090.6896106.90109.401.060.6787106.79109.601.040.6679106.68109.801.020.6571106.571010.001.000.6464106.46
FACTORES DE INFLUENCIAFACTOR DE INFLUENCIA PARA CARGA CONCENTRADAZrr/z210.27330.50
CUANDO NO SE CONOCE EL VALOR DE r Y SE CONOCEN LAS COORDENADAS X,Y,Z
XYZrr/ZP01252.240.450.3027
FACTOR DE INFLUENCIA PARA CARGA LINEAL FINITADATOSXYZmnP01550.210.26
factor de influencia para carga rectangular en esquinadatosX=22PARTE1PARTE2PARTE3y=11.50.80043445321.0389863548-0.9280196567Z=5M=4.4N=2.3W0=-0.008NOTA: FUNCIONA PARA M
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