ZAPATAS SUJETAS A MOMENTO

Introducción
Anteriorment se trato de las zapatas que soportan columnas centradas, que producen presiones uniformes en el suelo o reacciones uniformes en los pilotes. Sin embargo, muchas cimentaciones deben resistir no solamente cargas verticales sino también momento con relacion a uno o ambos ejes. El momento M puede darse en la base de una columna centrada (fig. 24.1a). donde se transmite a la zapata, o puede producirse por una carga vertical p situada excéntricamente a una distancia e del centroide de la base de la zapata (fig. 24.1b). Si las zapatas en a y b tienen las mismas dimensiones en planta, las reacciones del suelo son idénticas, siempre que M = P X e. Se dice entonces, que la zapata b es equivalente a la a. La sustitución de una carga excéntrica por el momento real y la carga de la columna algunas veces, simplifica los cálculos.

Otras cimentaciones comunes que deben resistir momento son las de los muros de contención, los estribos y las pilas de los puentes. El momento en un muro de contención se debe principalmente a la presión activa de la tierra, mientras que los momentos de las cimentaciones para las pilas de los puentes, son producidos principalmente por el viento y la tracción de los vehículos en la superestructura.
Zapata sujeta a momento.
Figura 24.1 Zapata sujeta a momento.
En el estudio de las zapatas con carga concéntrica, se dio especial atención a la elección de las secciones críticas para investigar los momentos y las fuerzas cortantes; el cálculo de los momentos y de las fuerzas cortantes en sí, no presentó dificultad, porque se consideraron uniformes la reacción del suelo o la carga por pilote. En contraste, el problema principal en el proyecto de zapatas con carga excéntrica, es la determinación de la presión en el suelo o la carga por pilote, ya que estas cantidades ya no son uniformes.

Una vez que se han determinado, la selección de las secciones criticas y los cálculos de los esfuerzos debidos al momento y a la fuerza cortante, se hacen en la misma forma que para las zapatas con carga concéntrica.


En todos los cálculos de este son fundamentales las leyes de la estática. Cualquiera que sea el método de análisis, la distribucion de la presion vertical del suelo en la base de una zapata, debe satisfacer los requerimientos de la estática, según los que: (1) la reacción total del suelo debe ser igual a la suma de las cargas que actúan en la base, y (2) el momento de la carga vertical resultante con relación a cualquier punto, debe ser igual al momento de la reacción total del suelo con relación al mismo punto. Además, una reacción horizontal adecuada, usualmente proporcionada por la fuerza de corte a lo largo de la base, debe estar disponible para oponerse a la carga horizontal resultante.

Ordinariamente, se supone que las zapatas funcionan como estructuras rígidas. Esta premisa lleva a la conclusión de que el asentamiento vertical deJ suelo que está debajo de la base, debe tener una distribución uniforme en un plano, porque una cimentación rígida permanece plana cuando sufre un asentamiento. La distnbucion uniforme de la presión del suelo en un plano, se deduce de una segunda suposición, según la que la relación deJa presión al asentamiento es constante. Ninguna de estas suposiciones es estrictamente válida, pero cada una de ellas se considera generalmente suficientemente precisa para los problemas de proyecto ordinarios.

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