CAPITULO V.- ANLISIS Y CLCULO DE CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELO

a) Terico

Una aplicacin simple del anlisis lmite al problema de la capacidad de carga en suelos puramente cohesivos.

La teora de la elasticidad permite establecer la solucin para el estado de esfuerzos en un medio semi-infinito, homogneo, istropo y linealmente elstico, cuando sobre l acta una carga uniformemente distribuida

Simbologa:

Los mtodos utilizados en el proyecto son los siguientes:

5.1 Teora de Prandl: El problema de la identacin de un medio semi-infinito, homogneo, istropo y rgido plstico perfecto, por un elemento rgido de longitud infinita, de base plana. Considerando que el contacto entre el elemento y el medio era perfectamente liso, Propuso el mecanismo de falla que se muestra esquemticamente.

Se trata, naturalmente de calcular la mxima presin que se puede dar el elemento rgido sin que penetre en el medio semi-infinito; a este valor particular de la presin se denomina carga lmite.

Cuya frmula es la siguiente:

Y Sustituyendo los datos en la frmula:

5.2 Teora de Hill: Hill pudo tambin calcular la presin limite que el elemento rgido puede transmitir sin identarse en el medio, obteniendo el mismo valor que proporciona la solucin de Prantl.Es interesante notar que si la superficie del medio semi-infinito no fuese horizontal, sino que adoptarse la forma que aparece a continuacin, la presin limite toma valor

5.3 Teora de Terzaghi: Es uno de los primeros esfuerzos por adaptar a la Mecnica de suelos los resultados de la mecnica del medio contino atrs tratados. La teora cubre el caso ms general de suelos con cohesin y friccin y su impacto en la mecnica de suelos ha sido de tal transcendencia que aun hoy, es posiblemente la teora ms usada para el clculo de capacidad de carga en los proyectos prcticos, especialmente en el caso de cimientos poco profunda.Terzaghi propuso el mecanismo de falla para un cimiento poco profundo, de longitud infinita normal al plano del papel que se encuentra. Para los Factores Nc, Nq, Nf. Se requiere de una tabla para el valor correspondiente para los diferentes autores en base a los diferentes ngulos de friccin.

Zapata cuadrada

Sustituyendo nuestros datos en la formula tenemos lo siguiente:

5.4 Teora de Skempton: Propone adoptar para la capacidad de carga en suelos puramente cohesivos una ecuacin de forma totalmente anloga a la de Terzaghi segn la cual es:

5.5 Teora de Meyerhof: En esta teora y para el caso de cimientos largos, se supone que la superficie de deslizamiento con la que la falla el cimiento tiene la formula siguiente:

Sustituyendo los datos en dicha frmula se tiene:

5.6 Solucin zapata corrida con base a los ejercicios propuestos.Calcule la capacidad de carga admisible de una zapata continua de 1.60m de ancho, que se desplantara a 1m de profundidad y con parmetros de resistencia c=0.305 =22. El nivel fretico se encuentra a 4.5m de profundidad. Considere un factor de seguridad de 2.Nc=18 c=0.305Df=1mNq= 8B=1.60Ny= 6y=1.4tn/m3

MtodoResultado en kg/cm2Resultado en kg/m2

La solucin de Prandtl

La solucion de Hill

Teora de Terzaghi:

Teora de Skempton:

Teora de Meyerhof:

Solucin zapata corrida

Debido a que la teora de terzaghi es la que ms factores toma en cuenta para calcular la capacidad del suelo tomamos qc=89290Kg/m2Factor de seguridad 2Qc = 89290/2= 44645 Kg/m2

qcadm= 4.465 kg/cm2

Zapata cuadrada

Datos de entrada:

Datos de zapata:

P=151.27Tn

P'=12.1Tn

PT=163.37Tn

Ancho, B =2m.

Espesor, d =0.24m.

Concreto, f'c =200.000kg/cm2

Profundidad de suelo, D =1.000m.

Peso esp. Del suelo, fs =1400.000ton/m3

fy=2800.000kg/cm2

fc=90.000

j=0.860

k=0.420

Es=2100000.000kg/cm2

Ec=198450

A=4.16m2

c=0.7m

P'=0..08(151.27)= 12.10

PT=151.27+12.10=163.37

Es=15000(14.14)

fc=0.45(200)

C=0.7m

0.31m0.6m2m

0.24m

CALCULO DEL AREA DE LA ZAPATAa= 0.29 (14.14)=4.10 kg/cm2 = 41Tn/m2

Nueva rea: Sigma neta: CALCULO DEL PERALTE EFECTIVO

Corte por penetracin:

Por ser cuadrada la seccin de la columna controla la siguiente expresin para:

CALCULO DEL REFUERZO

Se usaran varilla del No. 7 que tiene un

Se tomara Suponiendo un recubrimiento de 7.5 cm entre el extremo de la varilla y el borde de la zapata, la longitud disponible de desarrollo ser:

Que es mayor a 46 cm