dif: Entre columnas adyacentes ó separadas

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1 dif: Entre columnas adyacentes ó separadas
Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Definiciones de asentamiento y asentamientos admisibles La fig. 115, ilustra las definiciones de asentamiento. Fig (a) Asentamiento diferencial entre dos columnas adyacentes. (b) Edificio con asentamiento uniforme; Edifico con asentamiento diferente que sufre giro; Edificio con asentamiento máximo en el centro. dif: Entre columnas adyacentes ó separadas  : Entre columnas adyacentes

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El asentamiento diferencial _difrencial se define como la diferencia de asentamientos entre columnas adyacentes o separadas. La distorsión  se define como el asentamiento diferencial entre columnas adyacentes dividido entre la separación de las mismas. Los asentamientos diferenciales, pueden producirse por: Presiones uniformes que actúan sobre un suelo homogéneo (fundación flexible) Presiones diferentes sobre el terreno Condiciones del terreno heterogéneas.

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La fig. 116, muestra también relaciones de asentamientos para el caso en que la estructura sufre y no sufre cabeceo. Para ello se escribe: Estructura que no sufre cabeceo Estructura que sufre cabeceo Fig Definiciones de algunos parámetros para definir los límites de asentamientos.

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L: Diemensión lateral AB: Asentamiento diferencial entre el punto A y B AB: Distorsión Entre las columnas adyacentes A y B. :Deflexión que sufre la estructura. : Cabeceo de la estructura. /L: Relación de deflexión (265)

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Tabla.- LIMITE DE DISTORCION ANGULAR RECOMENDADA POR BJERRUM CATEGORIA DEL DAÑO POTENCIAL  Límite para el buen funcionamiento de maquinaría sensible a asentamientos 1/750 Límite de peligrosidad para pórticos arriostrados (Pórticos con diagonales) 1/600 Límite de seguridad para edificios en los que no son admisibles grietas 1/500 Límite para el que comienza el agrietamiento de paneles de tabiques (tabiques, bloques) 1/300 Límite para el que se esperan dificultades en grúas – puentes. (Cargadores en depósitos) Límite para el que se hace visible la inclinación de edificios altos y rígidos 1/250 Agrietamiento considerable de tabiques y muros de ladrillo 1/150 Límite de seguridad para muros de ladrillo flexibles (L/H > 4) Límite correspondiente a daños estructurales en edificios (Hay mucha rigidez y no es capaz la estructura de aceptar asentamientos diferenciales) 3 cm en 4.5 m

7 Criterio de asentamientos permitidos 1955 U.S.S.R Building Code
 Tipo de estructura Arena y arcilla dura Arcilla plástica Fundaciones de columnas de edificios industriales y civiles Para estructuras de acero y concreto reforzado (más exigente) 0.002 Para la hilera de columnas de los extremos cubiertas con ladrillos * 0.007 0.001 (único) Para estructuras donde deformaciones auxiliares no surgen durante asentamientos no uniformes de fundación * 0.005 Inclinación de chimeneas, torres, silos (menos exigente) 0.004 Inclinación de los carriles de las grúas 0.003 Paredes de ladrillo lisas /L Para residencias multi – planta y edificios civiles Para L/H  3 (más altas – es lo más exigente) 0.0003 0.0004 Para L/H  5 0.0005 0.0007 Para oficinas de una sola planta (menos exigente) 0.0010

8 Asentamientos promedios permitidos para diferentes tipos de edificios
Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Asentamientos promedios permitidos para diferentes tipos de edificios Asentamiento permitido Edificios con paredes de ladrillos planas L/H  2.5 L/H  2.5 (long. De paredes más cortas y no edificios más bajos) 3” = 80 mm 4” = 100 mm Edificios con paredes de ladrillo reforzadas con concreto reforzado o ladrillos reforzados (s.r muros de mampostería) 6” = 150 mm Estructuras aporticadas Fundaciones de concreto reforzado, para chimeneas, silos, torres, grúas. (s.r las fundaciones deben ser rígidas) 12 “ = 300 mm

9 Asentamiento admisible según Sowers, 1962 (Lamber y whitman)
Tipo de movimiento Factor limitativo Asentamiento máximo Asentamiento total Drenaje 6” – 12” Acceso 12”-24” Probabilidad de asentamiento no uniforme Estructuras con muros de mampostería (anterior 6”) 1” – 2” Estructuras reticulares 2” – 4” Chimeneas, silos, placas (anterior 12 “) 3” – 12” Inclinación o giro () Estabilidad frente al vuelco Depende de la altura y ancho Inclinación de chimeneas y torres 0.004 long Rodadura de camiones, etc. 0.01 long Almacenamiento de mercancías Funcionamiento de máquinas, telares de algodón 0.003 long Funcionamiento de máquinas turbogeneradores long Puentes de carriles de grúas Drenaje de pisos 0.01 – 0.02 long Asentamiento diferencial Muros de ladrillo continuos y elevados – long Edificios de una planta, fisuración de muros de ladrillo 0.001 – long Enlucidos fisurables (yeso) 0.001 long Edificios aporticados de concreto armado – long Edificios con muros de concreto armado Edificios con pórticos continuos de acero 0.002 long Edificios con pórticos simples de acero 0.005 long Long: distancia entre columnas adyacentes con asentamientos diferentes o entre dos puntos cualesquiera con asentamiento diferencial. Los valores más elevados son para asentamientos homogéneos y estructuras más tolerantes. Los valores inferiores corresponden a asentamientos irregulares y estructuras delicadas.

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Fig Distorsiones angulares límites (Según Bjerrum, 1963a)

11 A continuación comentarios: Copiar al lado fig
Gráfica para Arenas Fig Asentamiento de estructuras cimentadas sobre arena (según Bjerrum, 1963a y 1963b) Determinada entre columnas adyacentes Puede ser entre columnas muy separadas A continuación comentarios: Copiar al lado fig

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En la fig. 118, se observa: _diferencial  _total Los asentamientos son pequeños La fig. 118, puede usarse para el chequeo de los asentamientos que se calculan por las ecuaciones ya vistas. (s.r. pero observe que la fig,. es para arenas) El uso de la fig. se aplicará así: Según la naturaleza del edificio, se elige un valor de /L admisible. Luego se utilizan las curvas para encontrar el asentamiento máximo total admisible. El asentamiento calculado por las ecuaciones (ya vistas) debe ser menor que este asentamiento admisible. Un asentamiento total admisible de una pulgada (2.5 cm) suele especificarse corrientemente para edificios.

13 A continuación comentarios: Copiar al lado fig
Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Gráfica para Arcilla Fig Asentamiento de estructuras sobre arcilla (según Bjerrum, 1963a y 1963b) (la misma aplicación de la fig. 118) A continuación comentarios: Copiar al lado fig

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En la fig. 119, se observa: _diferencial  _total (asent diferencial es menor al asent. total) Los asentamientos son grandes La fig. 119, puede usarse para el chequeo de los asentamientos que se calculan por las ecuaciones ya vistas. (s.r. pero observe que la fig,. es para arenas) El uso de la fig. se aplicará así: Según la naturaleza del edificio, se elige un valor de /L admisible. Luego se utilizan las curvas para encontrar el asentamiento máximo total admisible. El asentamiento calculado por las ecuaciones (ya vistas) debe ser menor que este asentamiento admisible. Un asentamiento total admisible de una pulgada (2.5 cm) suele especificarse corrientemente para edificios. s.r Para determinado asent. máximo, los asent. diferenciales son mayores para el caso de fundaciones flexibles. (s.r para estruct rígidas los asent diferenciales deben estar referidos a diferentes ptos de fund, porque de lo contrario el asent será uniforme)

15 dif Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Comentarios:
Fig Asentamientos de depósitos sobre arena de libia. Comentarios: Los asent son muy pequeños dif ligeramente inferior al asent total

16 dif Vea comentarios: Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería
Fig Asentamiento de depósitos metálicos. Vea comentarios:

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Los siguientes datos corresponden a la Fig. 121: Depósito de diámetro  = m Altura del depósito = 15 m Capa de relleno hidráulico de 2,40 m arena Subyaciendo al relleno hidráulico existe 0.60 a 1.20 m de limo blando El limo balndo sobreyace sobre la roca Se observa: Los asentamientos son relativamente importantes en la delgada capa de terreno compresible Se observa dif tiende a alcanzar el total m Asentamientos son importantes

18 dif Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Ver comentarios
Fig Asentamiento de los depósitos de Kawasaki. Ver comentarios

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Los siguientes datos corresponden a la Fig. 122: Depósito de diámetro = 60 – 75 m Altura del depósito h = 15m. Capa de 15 m de limo arenoso sobreyaciendo 40 m de arcilla blanda apoyada sobre roca. Se observa: Asentamientos pueden ser muy grandes, superior a 1 m dif son muy inferiores a total También se observa que el asentamiento diferencial se produce en el primer llenado del depósito y luego el asentamiento adicional no contribuye en el valor del diferencial.

20 dif_máx = AD Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería
Fig Perfil del piso del corredor de la primera planta de un edificio de estructura metálica de tres plantas. En la fig. 123, se aprecia que la distorsión máxima ocurre entre los puntos B y C. dif_máx = AD

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Otros criterios de límites de asentamientos y distorsiones Burland Broms y Mello (1977), tomaron en consideración: Apariencia Desempeñó o función Estabilidad Fig Rotaciones de elementos verticales

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Fig Rotaciones de elementos horizontales.

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Skempton y MacDonald (1956) Observaron 98 edificios con pórticos de acero y concreto reforzado y estructuras con muros portantes. Fig Representación de giro de una estructura

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Skempton y MacDonald (1956) Usaron la relación ( /l), después de eliminar la influencia de la inclinación del edificio, es decir usaron la distorsión (=/l). Valor límite que produce grietas en los muros y particiones es 1/300 ((=1/300)  > 1/300 produce daños estructural Deben evitarse  >1/500 o  > 1/1000, si se quiere evitar cualquier daño sobre edificios. Establece los siguientes valores límites: Valores límites de /L Estructura 1/300 Produce grietas en los muros y particiones 1/150 Produce daños estructurales 1/500 o aún 1/1000 Deben evitarse distorsiones mayores de 1/500 y aun de 1/1000, si es particularmente decidida la intención de evitar daño producido por asentameintos

25 OJO Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería s.r:
Límites de asentamiento (mm) de acuerdo con Skempton y MacDonald (1956) Criterio Suelo Cimientos aislados Placas Máximo asentamiento diferencial Arenas 30 30 (asent dif existe si las placas no son rígidas) Arcillas 45 45(asent dif existe si las placas no son rígidas) Máximo asentamiento 50 50-45 75 75-125 s.r: Tal vez los asentamientos máximos aceptables en arenas son menores, debido a que estos ocurren en forma instantánea, mientras que los asentamientos en arcilla son producto del asentamiento instantáneo más el asentamiento por consolidación. Nota para max: En fundaciones directas se acepta hasta 1” En placas de fundación se acepta hasta 2” OJO

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Tabla.- Comparación entre las arenas y arcillas, como terreno de cimentación Concepto Arena Arcilla Normalmente consolidada o ligeramente sobreconsolidada Factor que rige el diseño de la zapata 1 especialmente bajo ciclos de carga o cargas dinámicas max y  Magnitud de asentamiento Pequeño Grande Velocidad de asentamiento Rápido Lento Trayectoria de asentamiento Irregular, mayor de los bordes de la zapata Forma de plato Relación entre max y max max frecuentemente muy próximo a max max generalmente mucho menor que max Influencia de  dada sobre la estructura Relativamente grande debido a que es irregular y se produce rápidamente  es regular y se produce lentamente.

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Ejercicio Datos: Un edificio de una sola planta de concreto armado, con muros de ladrillo. Calcular: El asentamiento total admisible que asegurará la no fisuración de los muros de ladrillo. Según Sowers, 1962 (ver tabla) Edificios de una planta, fisuración de muros de ladrillo (libro Lambe y Whitman) Corresponde a: Edificios con muros de concreto armado, sin embargo, tomaron 0,002 Según Bjerrun, 1963 (figura 117) (Límite de seguridad para edificios en los que no son admisibles grietas)

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Luego con  figura 118.a  dif máx = 2,5 cm Luego con dif máx = 2,5 cm  fig 118.b total max = 2,5 cm De acuerdo a la tabla, indica que para edificios con paredes de ladrillos planas 3” = 8 cm (muy grande).

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Fig Valores del coeficiente de asentamiento  (según Scout, 1963).

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La fig. 127, permite corregir los asentamientos por consolidación, cuando existe deformación lateral. Se aprecia que este factor de corrección depende del parámetro de presión intersticial correspondiente a la arcilla en estudio, así como también del tipo de fundación del espesor del estrato.