Ing. Civil

2. EXCENTRICIDAD.
En muchas de las referencias teóricas se enfatiza en cimientos superficiales en los que las resultantes de las cargas a ellos es centrada y vertical. En la práctica sin embargo, es frecuente que dicha resultante sea excéntrica y/o inclinada y ambas condiciones tienden a disminuir substancialmente la capacidad de carga de las cimentaciones.
En el caso de que la carga seaexcéntrica, actuando a una distancia ℮ del eje longitudinal del cimiento (excentricidad), Meyerhof recomienda tratar los problemas con las mismas fórmulas que rigen el caso de cargas axiales, modificando para efecto de cálculo, el ancho del elemento de cimentación al valor.
B’ = B – 2℮ (fórmula 1)
Lo anterior equivale esencialmente a considerar la carga centrada en un ancho menor que el real,considerando que una faja del cimiento, de ancho 2℮, no contribuye a la capacidad de carga.
Este ancho reducido, B’, debe usarse en las fórmulas en el término en que interviene B, en lugar de este último y, además, también debe usarse al calcular la carga total que puede soportar el cimiento al evaluar el área total de éste.
En el caso de una cimentación rectangular con carga excéntrica en las dosdirecciones (longitud y ancho) el criterio anterior se aplica independientemente a las dos dimensiones del cimiento.
Es de señalar, a fin de evitar errores de cálculo que en el caso de un área circular, la fórmula que da la carga total del cimiento es, consecuentemente con lo anterior:
Qtot = ΠDD’ qc (fórmula 2)
4
En que D’, diámetro reducido, vale:
D’ = D – 2℮(fórmula 3)
Pruebas hechas en modelos hacen ver que el procedimiento de cálculo recién descrito está del lado de la seguridad.
Para el caso de cimientos superficiales que han de soportar cargas inclinadas un ángulo ∂ con la vertical, Meyerhof propone estimar la componente vertical de la capacidad de carga con base en los siguientes factores, denominados de inclinación y dados por:
Įc = įq = (1 –_∂_)2 (fórmula 4)
90°
Įy = (1 – ∂)2 (fórmula 5)
ø
Estos números multiplicaran a los respectivos factores de carga para cimientos superficiales y pilotes, para obtener la capacidad reducida del cimiento.
En resumen la componente vertical de la capacidad de carga de un cimiento superficial puede escribirse en el caso general decargas inclinadas y excéntricas como:
qc = Q = dc įc cNc + dq įq γDf Nq + dγ įγ ½ γB’ Nγ (fórmula 6)
La capacidad de carga por punta de un pilote aislado es expresado por Meyerhof por medio de la fórmula:
qc = cN’c + γDN’Q (fórmula 7)
Valor que multiplicado por el área de la sección transversal de la base del pilote aislado da su capacidad portante total por punta a la falla.
c y γtienen los sentidos usuales, D es la profundidad a la que está el estrato resistente de apoyo; adicionalmente, el pilote deberá penetrar en dicho estrato una cantidad D’:
D’ = 4 B tg (45° + ø) (fórmula 8)
2
Los factores de capacidad de carga N’c y N’q que figuran en la fórmula 7 son semi-empíricos y toman en cuenta el efecto de profundidad; corresponden a piloteshincados al golpe, de sección cuadrada o circular y se obtienen en la gráfica para factores de capacidad de carga en cimentaciones superficiales y pilotes.
Cuando el pilote no penetra en el estrato resistente el valor dado por la fórmula 8, sino uno menor, Meyerhof recomienda interpolar linealmente los factores de capacidad entre los N’c y N’q en la gráfica para factores de capacidad y loscorrespondientes a las cimentaciones superficiales que deben seguir si D’ = 0.
Si las propiedades del suelo varían cerca de la punta del pilote Meyerhof recomienda obtener los valores medios a usar, promediando dichas propiedades en la zona comprendida entre cuatro diámetros (o anchos) sobre la punta y uno bajo ella, para el caso de suelos friccionantes. En arcillas puede considerarse una zona más...