Capitulo de Estudiantes de la Universidad Nacional de Ingenier Ingenieríía ía
AN ÁLISIS ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES PROFUNDAS Ing. Cé César Alvarado Calderó Calderón
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CIMENTACIONES PROFUNDAS DEFINICIÓN • • •
Transfer Transferir ir carg cargaa a travé travéss de estr estrato atoss blando blandoss Repa Reparti rtirr carg cargaa por fric fricci ción ón late latera rall Ciment Cimentaci ación ón en suelos suelos expans expansivo ivoss y colapsables
CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTE Un pilote es un elemento estructural que trasmite cargas de una superestructura, a través de estratos débiles, compresibles o erosionables, a estratos de suelo más rígidos y estables ubicados a cierta profundidad por debajo de la estructura, y cuya relación longitud/ancho (o diámetro) es mayor de 10.
CIMENTACIONES PROFUNDAS CAISSON También denominada “Columnas de Cimentación” debido a que por su relación de diámetro a longitud no entran en la denominación de Pilotes. Tienen diámetros que varían entre 0.60 metros hasta 1.50 metros o más. Las longitudes dependen del diseño pudiendo llegar a los 50 metros.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
ESTIMACI Ó ÓN DE LA RESISTENCIA DEL SUELO Estratigraf í ía del suelo
MODELO ESTRUCTURAL 8m 18
8
N1 = 920 tn, reacción vertical peso propio + peso muerto superestructura H1 = 0.20x920 tn = 184 tnfuerza de sismo W0 = 67.92 tn/m peso del caisson relleno de concreto A = 28.27m 2, área del caissonde 6m de diámetro. Ff = 169.62 tn. Fuerza de flotación para 8m de altura de agua. H2 = 0.20x67.92x10m 135.84 tn. Fuerza de sismo peso del caisson parte superior actuando a h2=5m. E = 162 tn por empuje de tierras (con sismo, Mononobe– Okabe) actuando a 5m. Es = 186.30 por empuje de tierras (con sismo, teoría Mononove– Okabe) actuando a 5m. N2 = 237.30 tn por S/C I
= 63.617m4, inercia sección caisson.
VISTA GENERAL DEL PUENTE
CARGAS SOBRE CAISSON Dovelas 1 al 7
Dovelas 1 al 7
Dovela Pilar
R1p R1p= 1215.72 ton
Contrapeso
M
1 =
9
1
8
5
.
5
t
n
-
Dovelas 8 al 13+ 1/2 Dovela Central
m
W1= 263.5 tn 30 m
2 Rp 2 Rp= W + M /30 1 1 2 R p = 2 6 3 . 5 + 9 1 9 8 . 5 /3 0 = 5 7 0 . 2 t o n W
30 m
R3p 3
=
3
.
2
t
o
n
/
m
30 m
Rp= 192 +2022.9/30= 192+67.4= 259.4 ton
R3p
30 m
CARGAS SOBRE CAISSON
IDEALIZACI Ó ÓN DE LA ESTRUCTURA k = =K H K (B L) y
y
: Coeficiente de reacci ó reacci ó n del suelo B L : Área tributaria del resorte y : Profundidad Profundidad K H
L
k = =K KV At H
: Coeficiente de reacci ó reacci ó n del suelo At : Área tributaria del resorte H : Profundidad total K V
H
SISTEMAS DE CARGA APLICADAS
PESO PROPIO
SISMO
DE SUPER - - ESTRUCTURA
REDISTRIBUCI Ó ÓN DE ESFUERZOS
RESORTES ACTUANTES
DEFORMACI Ó ÓN DE LA ESTRUCTURA
ESFUERZOS DE LA ESTRUCTURA
Fuerzas en resortes 2
m c / g k 3 5 . 3 2 = q
Esfuerzos en la Base
Diagrama de Momentos en Caisson Fuerzas en resortes
VERIFICACI Ó VERIFICACI Ó N ESTRUCTURAL
DIAGRAMA DE INTERACCI Ó ÓN DEL ANILLO
VERIFICACI Ó VERIFICACI Ó N ESTRUCTURAL
DIAGRAMA DE INTERACCI Ó ÓN DEL NUCLEO CENTRAL
GRACIAS
