LOSAS DE CIMENTACION + 50% de área Asentamientos totales altos x+Rigidez Compensación o Subcompensación
REQUISITOS ESENCIALES ¾
¾
¾
Centro de gravedad debe coincidir con la resultante de las cargas Suelos homogéneos y estratigrafía paralela a losa Se requiere ISE
TIPOS DE LOSAS
Losas Largas
ANALISIS COMPARATIVO DE LA VARIACIÓN DE PARAMETROS EN LA INTERACCION SUELO ESTRUCTURA CARLOS MARIO LOTERO CARLOS DIAZ TABARES DIRECTOR: LUIS GARZA VASQUEZ. I.C., M.I UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLIN FACULTAD DE MINAS INGENIERIA CIVIL 1997
DESCRIPCION DEL PROYECTO
Edificio el Mirador del Lago Guatape
Estructura en perfiles de acero Estratigrafía complicada Losa en cajon subcompensada Profundidad de desplante 1.70m
ESTRATIGRAFIA PRIMER ESTRATO • 27% < W < 40%
C=1.0Kg/cm*3
• LL= 57% • LP= 42% • %F Finos= 47% • Resistencia a compresión simple 1.3Kg/cm2
10m Mv=0.003cm*3/Kg Arena Arcillo-Limoso C=0.8Kg/cm*3
20m Mv=0.0018cm*3/Kg
SEGUNDO ESTRATO • 28% < W < 35% • LL= 50% • LP= 40% • En general posee propiedades similares al estrato superior
LOSA DE CIMENTACION EN SUELO COHESIVO •
ANALISIS PLANO ISE 93 (Extrapolación por métodos de imágenes)
• ANALISIS TRIDIMENSIONAL ISE 3D WINKLER
(Suelo como medio continuo) ( Coeficiente de balasto)
RESUMEN DE RESULTADOS
WINKLER
ISE 3D
ISE 93
CUANTIAS DEL ACERO
ISE 93 Kg/m2
ISE 3 D
WINKLER
Kg/m2
Kg/m2
69,26
36,94
24,57
Conservadora
Racional y Segura
Menor e insegura
CONCLUSIONES LOSA EN ARCILLA
ISE 93 conservador
Winkler hipótesis errónea
ISE 3D recomendable
INSTRUMENTACION DE CAMPO
Control de asentamientos. Inferencia de esfuerzos en la losa, según proceso constructivo.
PUNTOS PARA CONTROL DE ASENTAMIENTOS
SUPERFICIES DE ASENTAMIENTOS
PROGRESIVOS
VISITA # 1
VISITA # 2
PUNTOS DE CONTROL DE EXTENSOMETRIA
LECTURA DE EXTENSOMETRIA
Microdeformaciones obtenidas promedio: 0.004 - 0.002 Microdeformaciones a las cuales falla el hormigón: 0.003 Lecturas tomadas son erroneas
CAUSAS DE ERROR
Bajo número de extensometros
Equipo de medición poco adecuado
Agentes externos agresivos
Posible campo magnético rodeando el terreno
LOSA DE CIMENTACION EN SUELO GRANULAR
ANALISIS PLANO : No
ISE 3D
WINKLER
Mv constante Mv variable
RESUMEN RESULTADOS CIMIENTO DIAGRAMA DE MOMENTOS
ISE 3D-Mv cte
WINKLER
ISE 3D-Mv Variable
CONCLUSIONES LOSA EN ARENA
ISE 3D- WINKLER : indiferente Mv VARIABLE- Mv CONSTANTE: Similares luego, Mv CTE
LOSAS EN CASAS 1 Y 2 PISOS
APLICACIÓN PARA MUROS ESTRUCTURALES ¾ Control
de daños ¾ A partir de la Norma NSR98
SUELOS ESTUDIADOS ¾ Duros:
Aluvión mv≈0.001cm2/Kgf
¾
Intermedios:
Residuales
mv≈0.01cm2/Kgf
¾
Blandos:
Arcillas
mv≈0.1cm2/Kgf
MODELO DE LA ESTRUCTURA
Muros 0.20m Columnas 0.30x0.60m Losas aligeradas 0.35m Sismo FHE una dirección Sismo NSR-98 Losa de cimentación maciza flexible 0.4,rígida 0.7 y muy rígida 1.0m
Figura 1. Planta del Edificio
Figura 2. Elevación General del Edificio
ALGUNOS RESULTADOS DE IMPORTANCIA
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA FLEXIBLE Altura edificio (m)
35
Edificio Empotrado Suelo Duro
30 25
Suelo Intermedio Suelo Blando
20 15
Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % S. duro 0.96 % S. Intermedio 1.13 % S. Blando 1.21 %
10 5 0 0,00
10,00
20,00
30,00
Desplazamiento (cm)
40,00
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA RÍGIDA
Altura edificio (m)
35 30
Edificio Empotrado Suelo Duro
25
Suelo Intermedio Suelo Blando
20 15
Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % S. duro 0.75 % S. Intermedio 0.77 % S. Blando 0.78 %
10 5 0 0,00
5,00
10,00
15,00
Desplazamiento (cm)
20,00
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA MUY RIGIDA
Altura edificio (m)
35
Edificio Empotrado
30
Suelo Duro
25
Suelo Intermedio
20
Suelo Blando
15
Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % S. duro 0.69 % S. Intermedio 0.69 % S. Blando 0.69 %
10 5 0 0,00
5,00
10,00
15,00
Desplazamiento (cm)
20,00
CONCLUSIÓN La rigidez de las losas prima sobre el tipo de suelo para el control de deriva
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES RIGIDECES DE LOSA 2
SUELO DURO mv = 0.001 cm /Kgf Altura edificio (m)
35
Empotrado
30
Losa Flexible
25
Losa Rígida
20
Losa Muy Rígida
15
Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % Losa Muy Rigida 0.69 % Losa rígida 0.75 % Losa Flexible 0.96 %
10 5 0 0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
Desplazamiento (cm)
25,00
30,00
DESPLAZAMIENTO PARA DIRFERENTES RIGIDECES DE LOSA 2
Altura edificio (m)
SUELO INTERMEDIO m v = 0.01 cm /Kgf 35
Empotrado
30
Losa Flexible
25
Losa Rígida
20
Losa Muy Rígida
15 Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % Losa Muy Rigida 0.69 % Losa rígida 0.77 % Losa Flexible 1.13 %
10 5 0 0,00
10,00
20,00
30,00
Desplazamiento (cm)
40,00
DESPLAZAMIENTO PARA DIFERENTES RIGIDECES DE LOSA 2
SUELO BLANDO mv = 0.1 cm /Kgf 35
Empotrado
Altura e dificio (m )
30
Losa Flexible
25
Losa Rígida
20
Losa Muy Rígida
15
Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % Losa Muy Rigida 0.69 % Losa rígida 0.77 % Losa Flexible 1.21 %
10 5 0 0,00
10,00
20,00
30,00
Desplazamiento (cm)
40,00
CONCLUSIÓN Para control de deriva las losas deben ser muy rígidas
Momentos Sísmicos en ton-m en la base de los Muros Suelo Suelo Duro Intermedio Empotrado Losa Muy Rígida Losa Rígida Losa Flexible
5.290 2.203
5.290 2.251
Suelo Blando 5.290 2.290
2.054 1.923
2.160 1.935
2.270 2.164
Los momentos se redistribuyen por la acción de la losa
Momentos en la Losa de Cimentación [kN.m]
ESFUERZOS EN EL SUELO Modelo Empotrado -0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200
Muro Intermedio Columnas
ESFUERZOS EN EL SUELO Losa Muy Rigida Sobre Sue lo Duro
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
Muro 0.250
Intermedio Columnas
ESFUERZOS EN EL SUELO Losa Flexible Sobre Suelo Intermedio
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350
Muro Intermedio Columnas
Momentos en Columnas [ton-m] para los tres primeros pisos
ASENTAMIENTOS EN LA CIMENTACION 10.000 0.000 -10.000 -20.000
Empotrado Losa Rigida Suelo Duro
Empotrado
-30.000
Columnas Intermedio
-40.000
Muro Columnas
-50.000
Intermedio Muro
-60.000 -70.000 -80.000
Losa Flexible Suelo Intermedio
COMPARACIÓN CON EL MÉTODO DE WINKLER Simplificación usual utilizada Disponible en los programas comerciales Relaciona el asentamiento de la cimentación con una constante de resorte
OBTENCIÓN DEL MÓDULO DE REACCIÓN DE SUBRASANTE
COMPARACIÓN DE ASENTAMIENTOS
Asentamientos Segun ISE
Asentamientos Segun Winkler
-40 1
2
3
4
5
6
7 Col
-50 -55 -60
Inter Muro Eje
ASENTAMIENTO [mm]
ASENTAMIENTO [mm
-45
-40 -45
1
2
3
4
5
6
7 Col
-50 -55 -60
-65
-65
-70
-70
Inter Muro Eje
COMPARACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS DESPLAZAMIENTOS PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELO LOSA RIGIDA 35
Edificio Empotrado Suelo Duro
30
Suelo Intermedio Suelo Blando
AL T U R A (m)
25
Const. De Winkler 20 Modelo Deriva máx (%H) Empotrado 0.65 % S. duro 0.75 % S. Intermedio 0.77 % S. Blando 0.78 % Cons. Winkler 0.78%
15 10 5 0 0,00
5,00
10,00
15,00
DESPLAZAMIENTOS (cm)
20,00
25,00
COMPARACIÓN DE MOMENTOS SÍSMICOS EN LA BASE DE LOS MUROS Ton-m Empotrado
5.290
Losa flexible
1.935 ISE
Losa rígida Losa muy rígida
Winkler
2.160 2.201 2.251
COMPARACIÓN DE MOMENTOS EN LA LOSA
CONCLUSIONES
Comportamiento del muro adecuado si la losa es rígida Se requiere ISE
EJEMPLO LOSA DE CIMENTACION
