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    1/59

    UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMASEDE EN CHIRIQU

    FACULTAD DE INGENIERIA CIVILLICENCIATURA EN INGENIERIA CIVIL

    INGENIERIA GEOTCNICA

    PROF. ING. JORGE URETA

    PROYECTO DE INVESTIGACINLOSAS DE CIMENTACION

    GRUPO 2IC-25

    INTEGRANTES!HECTOR ACOSTA "-#"5-2#$%ARI&A ESPINOSA -#2'-22("

    CAROLINE SANTAMARIA )-#5*-"2

    I SEMESTRE

    2$'

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    2/59

    INDICEINTRODUCCION...................................................................................................2

    MARCO TERICO................................................................................................. "

    METODOS PARA CALCULAR LOSAS DE CIMENTACIN.........................................5

    MTODO RGIDO CONVENCIONAL.................................................................'

    EJEMPLO POR EL MTODO RGIDO...................................................................'

    METODO FLE+I,LE..................................................................................."

    DERIVACION DE ECUACIONES.....................................................................2#

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    3/59

    INTRODUCCION

    E/01 341101/ 067/ 31 8910:871/ 6:: 8:3: /0;:8;101 0:?:@7 8796131 ;: 1/0>:8:;=7908:/ 918B8:/ K3B;=8:/ 8;:=;1 70: 67613:3 3101/.

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    4/59

    MARCO TERICO

    U: =7/: 31 8910:8:/ 31= 1387 /7 0: 61/:3:/ 7 =: 61/:/ 87831 87 1= 810731 31 =: =7/: /1 87/31: ;1 =: 8:>: K:8::?: 1/ ;: 61/;:= : =: /;9: 31 =:/ 8:>:/ K:8: :?:@7 33:67 1= B1: 31 =: 676: =7/:. N7 /1 87/31: 1= 61/7 31 /0: 1 1= 6718071/0;80;:= 67;1 /1 /;671 ;1 =7 /7670: 3180:9101 1= /;1=7. C797 11/01 90737 31 :B=// 7 /1 87/31: =7/ 979107/ =:/ 4;1:/ 870:01/673;83:/ 67 =7/ :/10:9107/ 34118:=1/ /1 :87/0;9?: 147: =: =7/:9B/ ;1 =7 ;1 1;11 31 :8;137 87 1= :B=//.

    L:/ =7/:/ 31 8910:88:01. C;:37 1/;=0: 96:808:?=1 K:81 ;:87961/:8: 1/ /;81019101 61;17 8797 6:: 673;8:/10:9107/ 07=1:?=1/.

    S =:/ 8:>:/ 31 =:/ 87=;9:/ 7 1/0B 9B/ 7 917/ ;479191013/0?;3: 7 / 1= /;?/;1=7 1/ 0:= ;1 6;13: 673;8/1 >:31/:/10:9107/ 34118:=1/ =:/ =7/:/ >:31/ 6;131 147:/1 6:: 10:

    31479:871/ 181/:/. E/0: 479: 31 14;17 /1 K:81 ;/:37 9;7/3/77/ 8797 1:3;:/ 3 >:/ T 87180:3:/ : =: 8910:8;7/ 8:/7/;0=:37 =: >31 31 ;: /;611/0;80;: 31 878107 147:37. C;:079:7 /1: =: =7/: 0:07 9B/ 87/07/7 1/;=0: 1/07/ 678139107/418;1019101 /7 6141?=1/ =:/ 8910:871/ 31 6=701/ 7 31 6=:/.

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    5/59

    METODOS PARA

    CALCULAR LOSASDE CIMENTACIN

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    MTODO RGIDO CONVENCIONAL

    E 1/01 90737 31 3/17 =: =7/: /1 /;671 0:9101>3: =: 61/;101 >;:!

    E= 90737 >37 87187:= 0:?:@: 87 9B/ 1:800;38;:37 =: =7/: 31 8910:83: 6190137 :/

    ;1 1/01 1=19107 0:?:@1 8797 ; 0737 8;:07 : =:/31479:871/ 31= 9/97. E/01 90737 3: 1/;=0:37/ ;1/1 :818: : =: 1:=3:3 8;:37 7 K: 9;8K: ::8: :6=8:37/ 87 =7 8;:= 1= 8107 31>:13:3 >179087 31 =: =7/: 31 8910:8

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    7/59

    87831 87 1= 8107 31 >:13:3 31 =: 1/;=0:01 31 =:8:>:.

    EJEMPLO POR EL MTODO RGIDO

    LOSAS DE CIMENTACIN (MTODO RGIDO)

    P:: 1= 8B=8;=7 31 3/17 =: 1/;=0:01 31?1 1/0: 1 1= 8107 31>:13:3. S1> 1= 61/7 31 8:3: 87=;9: /1 K:81 ;: /;9:07: 311/0:

    Xres=0

    P:: 1= 1@1

    yr= (27.80+51.80+48.80+51.80+27.80 )(27.30+71.30+92.60+71.30+27.30)(3.65)

    yr=298.57

    951.80=0.31m

    CALCULO DE LAS DIMENSIONES DE LA LOSA:

    Bmin=anchominimoque puedocolocar

    C:=8;=7 31 =: 67/8:/L7/: /;6181 31= 0117 DF = 0

    qa=0.75kg /m2

    fc=210kg/m3

    f y=4200kg /m3

    QX=(27.30+62.70+27.80 ) (8.10 )+ (71.30+113.10+57.60 ) (4.05 )(71.30+113.10+51.60 ) (4.05 )

    Xp=0,por ser simetrico en el eje x

    ,9 $." ".'5$.#5 2 *.D2# 9

    E/87@7 :=7 019137, (9

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    ,9: .25".'5-$." 2 (.* 9

    CALCULO DEL LADO SIN RESTRICCIONES DE LA LOSA

    L=A losaB =145.54

    9=16.17m

    L L 3/67?=1

    L9 7 L 3/67?=1 ).$5 ) $."5 '.55 9

    L L 3/67?=1 NO OK

    L ).$5 ) $.5) 2 #.2* 9

    CALCULO DE LA NUEVA AREA DE LA LOSA

    AL #.2* ( 55.52 92

    CALCULO DE LA RESULTANTE MAYORADA

    ; .) D D9 "*$.#2

    ; .2 D .' D9 D 5#.$*

    ; .) 5#.$* #((.5 TON

    ; .2 5#.$* .' "*$.#2 2().)5 TON

    CALCULO DE LA PRESION DE DISEO

    Qu=q uA ln

    =1294.45

    155.52=8.32

    TON

    m

    2

    BUSCAMOS LA COLUMNA MS CARGADA:

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    9/59

    B22

    !arga"i#a=67.86ton

    !arga $uerta=67.86 ton

    qu1=1.4 (67.86 )=95ton

    qu2=1.2 (67.86 )+1.6 (45.24)=153.82ton

    "u=quQu(Lado col+d )

    2

    4(0.35+d)d

    "!=1.06fc=1.06 (0.85 )210=13.05x10=130.5 ton/m

    2

    C797 "c="u

    130.5ton

    m2=

    153.82 ton8.32 ton/m2(0.35+d )2

    4 (0.35+d )d

    d=0.387=0.39m

    C:=8;=7 31 =: :=0;: 31 =: =7/:!

    h=d+rec+

    2

    =0.51.27 cm rec=7 cm

    h=39cm+7 cm+

    1.27cm

    2 =46.63cm

    ESPESOR PERMITIDO DE LOSA:

    Lu% mayor10

    =405 cm

    10 =40.5cm

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    10/59

    Lu% mayor12

    =405 cm

    12 =33.75cm

    C797 1= 1/61/7 7 8;96=1 K "5 89 1/09:37 18:97/ qne!(") = q"#q

    $ERIFICO RIGIDE% DE LA LOSAT&'!'& *!n+! ,e -! -&!

    ?F ".'5 9

    &=

    ' h3

    12 =

    (3.65 )(0.35)3

    12 =0.0130m

    4

    (c=15200f c=220.2689x103 kg

    cm2x 10 2.2026x10

    6TON

    m2

    %/ 2$ : 0:6: 31= /;1=7 0792W

    %/ 2$ $.#5 $ ($$TON

    m2

    X 4

    )sAncho franja

    4(c& =4

    9003.65

    42.20X1060.0130=0.4115

    Verifcamos rigidez

    )l=1.75

    0.415=4.216 ).$5 OK KF "5 89

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    11/59

    Y /1 K:B B?:87/ 14;17 1 87=;9:/ 3731 /1 181/01 9:7

    1/61/7 1 L: 87=;9:/ 3731 h>hf

    S d: ;?8:8:3: 87 917 7=:37.

    A2! A;;1 7 1/ =: 87=;9: =:01:= 9B/ 8:>:3: 1/ =: 9B/31/4:7:?=1 67 1= 7=:37

    C7=;9: A E/;:

    Qu=1.4 (16.68 )=23.35 ton

    Qu=1.2 (16.68 )+1.6(11.12)=31.78 ton

    "u=31.788.32 ton/m2(0.35+d)2

    2(0.54+(d+0.35

    2 ))d

    d=0.17m

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    "u=139.268.32 ton /m2(0.35+d)2

    4 (0.35+d)d

    d=0.36 m>0.274

    S1 181/0: A?:87

    S1 31?1 K:81 ; B?:87 ?:@7 1/0: 87=;9: $."'-$.2# $.$ 89 311/61/7 ;: ?:/1 31 2$."5$.2#) .25 9

    PERIMETRO RESISTENTE:

    C7=;9: A2

    Qu=1.4 (37.62 )=52.67ton

    Qu=1.2 (32.67 )+1.6(25.08)=85.27 ton

    C:=8;=:97/ / =: 87=;9: 7961 " 7 ) =:37/.

    R1873:37 1= 019: 31 6;7:37.

    S1 8796:: & 87 2 1= 917 /1 7961 10781/ / & 2 K: "=:37/ 31 619107.

    2 7961 ) =:37/ 31 619107

    x=0.54(0.35+0.274

    2 )=0.228

    %=c+d=0.35+0.274=0.644

    C797 $.'2* 2$.22* 67 =7 0:07 7961 67 " =:37/.

    "u=

    85.278.32 tonm

    2 (0.35+d )2

    2(0.54+( d+0.352 )+(0.35+d ))d=130.6

    d=0.271

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    N7 /1 1;11 B?:87 1 =:/ 87=;9:/ =:01:=1/.

    CALCULO DEL ACERO LONGITUDINAL

    *=8.32x3.65=30.37ton

    ,"'5 89 E= :817 /1 87=78: 1037 1/ 318 1= 31 =7/ 0:97/ 67:?: 1= 31 =7/ :677/ 67 31?:@7.

    CALCULO DEL ACERO TRAN$ERSAL.

    , )$5 89

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    14/59

    METODO FLE+I,LE

    M&,e-& ,e /n1-e*

    E/01 90737 /;:=: 7 /;671 ;1 1= /;1=7 :80: 8797 ; >;67 311/701/ 6:1837 : ;: ?:/1 =;3: LUPACA 2$2 67 =7 ;1 =7/31/6=::9107/ /1 1=:87: =1:=9101 87 =:/ 61/71/ 31= /;1=7.L7/ 1/701/ /1 >1 67 =: =1 31 H77Z1 ;1 381 ;1 =: 4;1: 1/ >;:=: ;: 87/0:01 9;=06=8:3: 67 1= 31/6=::9107 1 1/01 8:/7!

    q=ks +

    D731!q C:>: :6=8:3:.

    ks 931 Z[/

    ) ,s=)s rea!argada

    D731!) ,s C7/0:01 31= 1/701 1;:=101.

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    Y :/ /1 079: 8797 ;: >: :67:3: /7?1 ; 87@;07 31 1/701/ 87>;:= >31.E= 9731=7 31 \Z=1 871/6731 : ; 9731=7 918B87 ;1 073;81=: 1/6;1/0: 31= /;1=7 31 /76701 1 =: /7=;8

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    16/59

    P7 9137 31 =: 8;: 1/ 67/?=1 31019: 1= :=7 31= 9

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    17/59

    $ M79107 ]1807

    (& R>31

    y D1]1

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    18/59

    01:88: 1= /;1=7 31 4;3:8:318;:37 =: >31 31=: >: 1/ 9:7 ;1 =: 31= /;1=7 31 /76701 61;17 8;:37 =:>31 31= /;1=7 31/76701 1/ 9:7 ;1 =: 31 =: >:.

    V1/8 1 (#" 1:=< 341101/ 1/0;37/ 1870:37 ;1 1= 9731=7 31\Z=1161/10: ?:/0:01 ?1 1= 879670:9107 31 >:/ /7?1 /;1=7D1=>:37 ((*. O07/1/0>:371/ K: 18:37 ;1 31613137 31 =: /1=188

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    19/59

    180: 1= 810731 31 =: 61/;: 5.(.E 1= 90737 ]1?=1 :679:37 31 3/17 1= /;1=7 /1 /;6711;:=101 : ; 917 07 31 1/701/ 1=B/087/ 8797 9;1/0: =:>;: 5.(? 3179:3: : 181/ 8797 =: 8910:80;3 0: 87979;1/0: =: >;: 5.(8. L: >: 1/0B /79103: : ;: /7=: 8:>:87810:3: Q. D1 =7/ 4;3:9107/ 31 =: 918B8: 31 9:01:=/

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    FIGURA 5.9 (a) Principios del diseo por el mtodo rgido convencional;

    (b) principios del mtodo flexible aproximado;

    (c) obtencin de la ecuacion (5.4) para vigas sobre cimentacin el!stica.

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    21/59

    "a dimensin del trmino # como se defini en la ecuacin anterior es (longitud)$%&. 'ste

    par!metro es mu importante en la determinacin si una losa de cimentacin debe ser diseada

    por el mtodo rgido convencional o por el mtodo flexible aproximado. e acuerdo con el

    *omit ++, (&-) del /merican *oncrete 0nstitute1 las losas deben disearse por el mtodo

    rgido convencional si el espaciamiento de las columnas en una fran2a es menor 3ue &.5#. 6i

    es maor 3ue &.5#1 deber! usarse el mtodo flexible aproximado.

    Para efectuar el an!lisis para el diseo estructural de una losa flexible1 deben conocerse los

    principios de la evaluacin del coeficiente1 71 de reaccin del subsuelo. /ntes de proceder con elestudio del mtodo flexible de diseo1 veamos este coeficiente con m!s detalle.

    6i una cimentacin de anc8o 9 (figura 5.&:) est! sometida a una carga por !rea unitaria de 31

    sta sufrir! un asentamiento1 'l coeficiente de mdulo1 71 del subsuelo se define como

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    22/59

    FIGURA 5.10 efinicin del coeficiente 7 de la reaccin del subsuelo.

    L:/ ;3:31/ 31 Z /7 ZN9" 7 =?6;=>". E= :=7 31= 8718101 311:880;3 L 1= :8K7 , 31 _:8910:8K (55 K7 ; :96=7 1/0;37 31 =7/ 6:B9107/ ;1 ];11 1= 8718101 31 1:88:31/ ;1 93: , + , 31 =: />;1019:1:.

    C910:871/ /7?1 /;1=7/ :17/7/!

    C910:871/ /7?1 A8==:/!

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    L: 18;:8

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    E= 8718101 31 1:8837/ 31 8:101:/ 7 :176/0:/. E=6:9107 87 ;: /;6181 31 31/>:/01 31 878107 /1 ==:9:>11:=9101 6:9107 >37 87 ;: /;6181 31 31/>:/01

    :/4B=08: /1 ==:9: 6:9107 ]1?=1. P:: ;: 8:>: 31 /;6181 ;1:80: /7?1 ; 6:9107 >37 1= 1/4;17 31 01/0;3 31= 1/4;17 31 01/37 /7/;9:9101 0=1/ =:/ /7=;871/ 1=B/08:/ 6:: =7/:/ /7?18910:871/ \Z=1. P:01 31 1/01 0:?:@7 8:= 4;1 K18K7 67\1/01>::3 (2' ("( ()#.

    AK7: ;1 K197/ ::=:37 1= 8718101 31 1:8837 87187:=. N70:! J 1/ 1= 1/61/7 070:= 31 =:=7/:.

    2. D10191 =: >31 67 ]1

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    26/59

    8:;/:37 67 ;: 8:>: 31 87=;9: >;: 5.:.

    FIGURA 5. M0737 ]1?=1 :679:37 6:: 1= 3/17 31 =7/:/.

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    27/59

    E 1/;91Mtodo Flexible Aproximado

    El mtodo flexible aproximado (ACI Comit 436 (1966)) requiere los siguientes pasos

    1! Cal"ular la profundidad requerida para la losa de "imenta"i#n por el mtodo "on$en"ional

    r%gido!

    &! Cal"ular la rigide' de la pla"aDusando la e"ua"i#n mostrada en la ig! 1!*

    3! Cal"ular el radio del alargamiento efe"ti$o L (n#tese que la 'ona aproximada de la

    influen"ia de la "olumna es 4L) usando la e"ua"i#n mostrada en la figura 1*!

    4! Cal"ular los momentos radiales + tangen"iales, el "ortante + la deflexi#n usando las

    siguientes e"ua"iones (a"torZi de -eten+i (1946))

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