capacidad de carga -cimentaciones

8/10/2019 Capacidad de Carga -Cimentaciones

1/49

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DELCUSCO

INGENIERIA GEOLOGICA DE OBRAS CIVILES

CAPACIDAD DE CARGA

Ronald Luis Lpez Zapana


2/49

DEFINICIN

CAPACIDAD PORTANTE.

Se denomina as , a la CAPACIDAD DEL TERRENOpara soportar las cargas aplicadas sobre l.

Tcnicamente, la capacidad portante es la mximapresin media de contacto entre la cimentacin yel terreno de tal manera que no se produzcanfallas por cortante del suelo o un asentamiento

diferencial excesivo.


3/49

PORQUE Y P R QUE CONOCER L C P CID D DE

C RG

La capacidad de carga o tambin denominadocapacidad portante, nace a raz de problemasplanteados en la geotecnia de lascimentaciones, entre otros fundamentalmente

dos de importancia:PRIMERO: Qu esfuerzo puede comunicar el

cimiento o conjunto de ellos, al terreno sinsobrepasar la resistencia de este?, es decir sin

provocar falla?SEGUNDO: Que deformaciones sufrir el suelo?,

y tambin desde luego la cimentacin?


4/49

CONTRIBUCION DE L TEORI DE C P CID D DE

C RG

Las teoras de la capacidad de carga y losmtodos de anlisis de los asentamientos oexpansiones son la contribucin de la

Geotecnia al problema de las cimentaciones.

Estas teoras se han desarrollado desde 1921

y continan desarrollndose.


5/49

ORIGEN Y PRECURSORES

Las teoras de capacidad de carga disponiblessuelen tener origen en el estudio de lasmatemticas y en soluciones a problemasde suelos .

Todas tienen un punto de partida en la teoradesarrollada por PRANDTL en 1921

Luego extendido por REISSNER en 1924 queenuncia qc= (+2)c


6/49

MECANISMO DE FALLA PROPUESTA PORPRANDTL

Problema de corte y solucin de Prandtl paraun medio sin peso , c 0 , = 0.


7/49

TEORI DE TERZ GHI

A partir de 1943, Terzaghi extiende la teorade Prandtl Reissner hasta hacerlosaplicables a los problemas prcticos degeotecnia. Para lo cual se hace necesarioconocer la resistencia al esfuerzo cortantedada por la expresin :

S= c + tg


8/49

MECANISMO DE FALLA PROPUESTO POR

TERZAGHI

Mecanismo de falla propuesto por Terzaghipara una cimentacin de longitud infinita ,de rea decontacto con el suelo rugoso y uniformemente cargada.


9/49

MEC NISMO DE F LL PROPUESTO POR

TERZ GHI


10/49


11/49

La figura esta divida

en dos partes:la izquierda muestrael estado de cosaantes de producidala falla del cimiento

y la derechacuando ya seprodujo la falla.

Las principales hiptesis de Terzaghi en relacin a su teora, adems

de la sobrecarga lateral se refiere a la forma de las lneas quelimitan las zonas II, que se postula como una espiral logartmica y ala aceptacin de que los estados de esfuerzo en la zona III puedanconsiderarse como los correspondientes a estados pasivos deRankine

MECANISMO DE FALLA PROPUESTO POR

TERZAGHI


12/49

Tambin se acepta que la resistencia alesfuerzo cortante se moviliza simultneamentea lo largo de toda la superficie de falla.Matemticamente su modelo de falla Terzaghiobtuvo como valor limite de la carga que puedetransmitir el cimiento ; la expresin

qc= cNc+DfNq+1/2BNDonde:C= cohesinB= ancho de cimientoDf= valor de sobrecarga que se puede considerar actuante al nivel

de desplante , que depende en general de la profundidad deldesplante

MODELO DE LA FALLA DE TERZAGHI


13/49

MODELO DE L F LL DE TERZ GHI


14/49

MODELO DE L F LL DE TERZ GHI

FORMUL S P R H LL R F CORES DE C P CID D DE C RG


15/49

F CTORES DE C P CID D DE C RG DE

TERZ GHI


16/49

F CTORES DE C P CID D DE C RG

MODIFIC DOS


17/49

ECU CIONES DE TERZ GHI P R

CIMENT CIONES

= c + qNq + 1/2 Cimentacin corrida

= 1,3 + + 0,4Cimentacin cuadrada

qu=1,3cNc+qNq+0,3BN Cimentacin circular


18/49

ECUACIONES DE TERZAGHI MODIFICADAS


19/49

Nc, Nq y N= factores de capacidad de carga dela teora de Terzaghi.Puede demostrarse en dicha teora que depende

solo del ngulo de friccin interna del suelo y

sus valores son adimensionales, quecaracterizan la capacidad de carga de un suelodado:

Nc = Relaciona cohesin del suelos.Nq= con la sobrecarga del nivel de desplante,N= peso del suelo que soporta el cimiento.

FACTORES DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE

TERZAGHI


20/49

Para una zapata cuadrada

1.3cNc +DfNq+ 0.4 BN

Para una zapata circular:

1.3cNc +DfNq+ 0.6 BN

Teniendo diferentes tipos de cimentaciones ,plantea que para cada tipo tenga una formuladistinta , considerando para ello distintos

coeficientes a los factores de peso y ancho delas cimentaciones tales como:

FACTORES DE LA CAPACIDAD

PORTANTE DE TERZAGHI


21/49

EJEMPLO DE APLICACION


22/49

EJERCICO DE APLICACION

Resuelva el ejemplo anterior suponiendo queocurre una falla por corte local en el suelo quesoporta la cimentacin.

SOLUCION De la ecuacin

= 0,86 + + 0,4:

Tabla modificada de Terzaghi.

Rpta: 59,3kN/m2


23/49

TEORIA DE MEYERFOF

A partir de 1951 Meyerhof realizo importantescontribuciones al problema de capacidad decarga.

Bsicamente incorporo las consideraciones deque se pueda producir esfuerzos cortantes encima del nivel de desplante que Terzaghi

consider como sobrecarga, para Meyerhof sonmedio de propagacin de superficies dedeslizamiento.


24/49

MEC NISMO S DE F LL PROPUESTOS POR

MEYERHOF

qc= cNc+DfNq+1/2BN qc= cNc+DfNq

A poca profundidad A gran profundidad


25/49

MODIFICACIN DE LAS ECUACIONES DE LACAPACIDAD DE CARGA POR EL NIVEL FREATICO


26/49

MODIFICACION DE ECUACCIONES NIVELFREATICO


27/49

CASOS DE CIMENTACION CON NIVEL FREATICO


28/49

ECUACION GENERAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA


29/49

FACTORES DE FORMA


30/49

FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA CON FACTORESDE FORMA DE MEYERHOF


31/49

FACTORES DE PROFUNIDAD


32/49

FACTORES DE INCLINACION


33/49

FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA, FORMA,PROFUNDIDAD E INCLINACION DE MEYERHOF


34/49

FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA, FORMA,PROFUNDIDAD E INCLINACION DE MEYERHOF


35/49

FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA


36/49

EJEMPLO DE APLICACION


37/49


38/49


39/49


40/49


41/49

L TEORI DE SKEMPTON

Terzaghi no considera para tomar el valor de Nc la profundidad del

cimiento en el estrato de apoyo, lo cual es considerado porSkempton. As mismo considera otros elementos para la cohesindel suelo.

Nc no es independiente de la profundidad de desplante.

Tambin encontr de acuerdo con la intuicin que Nc crece alaumentar la profundidad de desplante del cimiento.

Nc permanece constante a cierta profundidad de desplante enadelante

SKEMPTON propone adoptar para la capacidad de carga en suelospuramente cohesivos una expresin de forma totalmente anloga ala de Terzaghi.


42/49

qc = cNc DfLa diferencia estriba en que ahora Nc ya novale siempre 5.7 sino que varia con la

relacin D/B en que D es la profundidad deentrada del cimiento en el suelo resistente yB es el ancho del mismo elemento.

La expresin a la que se llega finalmente aldesarrollar la teora de Meyerhof es:

qc=cNc P oNq 12

BN

LA TEORIA DE SKEMPTON


43/49

OTR S TEOR S

Existen otras teoras, sin embargo la mayoraestn basadas en la teora de Terzaghi conalgunos cambios en los factores decapacidad de carga.

Se puede citar:

Brinch Hansen , Berezantzev, Bell, Milovic yotros, que sirven para comparaciones , devalores y permiten tomar consideraciones deesta naturaleza.


44/49

COMP R CION DE V LORES DE F CTORES

DE C P CID D DE C RG SEGN DIVERSOS

UTORES

Con las formulas planteadas para hallar la capacidad portantepor Terzaghi, Skepmton, Meyerhof y otros autores se realizanclculos para la capacidad de carga o capacidad portante ,

estos pueden tener variaciones algunas de ellas masconservadoras que otras y otras con mas criterios o factores ,de manera que se puede tener la posibilidad de comparar yutilizar el que este mas de acuerdo a la realidad en la que

plantea trabajar una obra de cimentacin.

TABLAS DE COMPARACIN DE LOS


45/49

TABLAS DE COMPARACIN DE LOSPARMETROS DE LA CAPACIDAD DE CARGA

Los parmetros para hallar la capacidad de carga son varios, sin embargo dondese discute y se analiza es el ngulo de friccin y la cohesin .la cohesin, elAngulo de friccin y el peso especifico del material, depender de las condicionesde cimentacin los valores de la saturacin del suelos, las dimensiones del anchoy profundad de cimentacin.


46/49


47/49

CAPACIDAD ADMISIBLE

La capacidad portante admisible debe estar basada en uno de

los siguientes criterios:

Si la funcin del terreno de cimentacin es soportar unadeterminada tensin independientemente de la deformacin, lacapacidad portante se denominar CARGA DE HUNDIMIENTO.

Si lo que se busca es un equilibrio entre la TENSION aplicada alterreno y la DEFORMACION sufrida por ste, deber calcularse lacapacidad portante a partir de criterios de ASIENTO ADMISIBLE.

De manera anloga, la expresin capacidad portante se utilizaen las dems ramas de la ingeniera para referir a la capacidadde una estructura para soportar las cargas aplicadas sobre lamisma.

LA


48/49

LA TENSIN DMISIBLE DEL TERRENO

La TENSIN ADMISIBLE DEL TERRENO se determina enfuncin de los parmetros que definen la resistencia a larotura de los suelos para las cargas principales tales como elpeso propio y sobrecargas; Por tanto las frmulas decapacidad de carga se les incluye un coeficiente de seguridad

igual o mayor de 3. Este valor se puede disminuir o subir,dependiendo de las normas de cada pas y del tipo decimentaciones o edificaciones.

Solo se pueden disminuir en la practica los coeficientes deseguridad especificados cuando el estudio geotcnico secomplementa con un anlisis detallado de asentamiento o unprograma adecuado de ensayos de carga.


49/49

capacidad de carga -cimentaciones

Documents