Capítulo III: Manual de modelación, análisis y diseño estructural de cimentaciones en balsa
3.10 Conclusiones parciales del capítulo III
1. Al seleccionar la plantilla incorporada el programa por defecto define una propiedad
de losa de tipo: stiff, que le aporta rigidez a la columna y toma como espesor la dimensión de un lado de la columna (sección cuadrada).
2. Para asignarle los valores de cargas a las vigas, se seleccionan las mismas y se utiliza n
los comandos: Point Loads on Lines o Distributed Loads on Lines.
3. Al modelar una cimentación en balsa con muros de hormigón sobre los mismos deben
dar valores de momentos, lo que significa que la unión losa-muro es empotrada y hay continuidad en los aceros.
4. Para evitar los movimientos laterales de la cimentación en balsa debido a las fuerzas en X y Y se pueden restringir los movimientos de traslación en esos sentidos o asignar
Point Spring.
5. Los valores de presiones obtenidos por el programa son mayores que los del método
Rígido Convencional, llegando a registrarse diferencias numéricas que oscilan entre 36 hasta 58 % y no cumple con el criterio de resistencia (valores mayores que la qadm
(neta) = 1,5 klb/ft2) para el caso de estudio. La causa probable resulta del empleo de
modelos distintos por ambos procedimientos: el SAFE trabaja con el modelo de Winckler y en el método manual la base es completamente rígida lo que conlleva a valores de presiones menores hacia el centro de los paños y mayores en los bordes.
6. Entre el SAFE y el método manual Rígido Convencional existen diferencias entre los
valores de momentos obtenidos. Se llegan a registrar diferencias numéricas de 15%, 33% y hasta 46%, siendo en la mayoría de los casos mayor los resultados obtenidos por el método manual.
7. El diseño estructural obtenido por el SAFE resulta más económico que por el método
manual, ya que se utiliza un diámetro de barra inferior y se obtiene un espaciamie nto mayor.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones.
1. Para el análisis y diseño estructural de losas y cimentaciones en balsa existen
diferentes métodos manuales que se basan en procedimientos aproximados, de los cuales algunos presentan una serie de limitaciones para su aplicación. Sin embargo, son ampliamente utilizados en el mundo programas profesionales como SAFE, basados en el Método de Elementos Finitos para el diseño de estos elementos planos, existiendo en Cuba pocos antecedentes de su explotación por lo que resulta un fenómeno novedoso.
2. La metodología de trabajo propuesta con los ejemplos resueltos, las instrucciones y recomendaciones prácticas para un correcto manejo del SAFE a partir de la experiencia acumulada en este trabajo, constituyen una valiosa herramienta para realizar el diseño automatizado de elementos planos como: losas y cimentaciones en balsa.
3. Entre los resultados obtenidos por las tablas Strip Forces y Slab Design del programa
existen buena semejanza entre los valores de momentos y áreas de acero, pero se llegan a registrar algunas diferencias numéricas significativas por lo que se aconseja realizar por ahora el diseño estructural manualmente a partir de las solicitaciones que aparecen en la tabla Strip Forces.
4. Los resultados obtenidos por el método Rígido Convencional resultan más
conservadores que los que resultan de la aplicación del programa, lo cual es lógico,
si se toma en cuenta que el SAFE usa el modelo de Winckler, con ks como parámetro,
modelando la base como flexible, confirmando la validez de la utilización del SAFE para diseñar cimentaciones en balsa.
5. El SAFE permite realizar el diseño de elementos planos como: losas y cimentacio nes
en balsa de una forma completa, adaptándose a la reglamentación del país y no presenta factores de incertidumbre que puedan incidir en los resultados del diseño.
6. De las conclusiones anteriores se deriva que el SAFE es un software apropiado para
el diseño de elementos planos como: losas y cimentaciones en balsa en Cuba.
Recomendaciones.
1. Profundizar en el estudio de diferentes ejemplos de variantes de modelación de losas
e incorporarlos en el “Manual de Modelación, Análisis y Diseño Estructural de losas en SAFE”.
2. Profundizar en el estudio de diferentes ejemplos de variantes de modelación de
cimentaciones en balsa e incorporarlos en el “Manual de Modelación, Análisis y Diseño Estructural de cimentaciones en balsa en SAFE”.
3. Profundizar en las diferencias que se obtienen entre la tabla Slab Design y el diseño realizado a partir de la tabla Strip Forces obtenidas del SAFE.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Alejo, S.R. & Martin, I., 1959. Folded Plate Raft Foundation for 24-Story Build ing.
Journal of the American Concrete Institute., Vol 31, nú.
2. Anónimo A, Interacción suelo-cimentación. In pp. 3–24. Available at:
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/canales_g_aa/capitulo2.pd f.
3. Anónimo B, Losas de cimentación. Available at:
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/canales_g_aa/capitulo7.pdf.
4. Asociation, P.C., 2002a. Losas en dos direcciones - Método del Pórtico Equivale nte.
In UNE-EN 1990. pp. 1–44. Available at:
http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/Capitulo20.pdf.
5. Asociation, P.C., 2002b. Sistemas de losas que trabajan en dos direcciones. In UNE-
EN 1990. Available at: http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/publicom/Capitulo18.pdf.
6. Beltrán, F., 1998. Teoría General del Método de los Elementos Finitos, Madrid.
7. Bolívar, O.G., 2003. Análisis y diseño de losas en dos direcciones. In Estructuras de
Hormigón 2. Universidad Nacional de Colombia., pp. 169–216.
8. Bowles, J.E., 1996. Foundation Analysis and Design. 5ta ed. J. M. Clark, B. J ; Kimbell, Kiran V ; Morriss, ed.,
9. Braja M. Das, 2001. Principios de Ingenieria de Cimentaciones . 4ta ed. I. Thomson,
ed., California State University, Sacramento.
10.Calavera, J., 2000. Cálculo de Estructuras de Cimentación 4ta ed., España.
11.Carreras, J.M., 1993. Cálculo en rotura de losas fungiformes. UPC, 2000., Catalunya.
12.Castellón, O.F. & Rodríguez, M.L.P., 2010. Modelación Mecánica de Estructuras.
1ra ed., Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.
13.Cernuschi, D.J., Modelos para el análisis estructural. In pp. 1–19. Available at:
http://www.ing.unlp.edu.ar/estruc3b/mode.pdf.
14.Computers and Structures, 2014. Safe 2014 Integrates Design of Slabs , Mats and
Footings.,
15.Computers and Structures, Inc., 1978-2004., 2004. Integrated Analysis and Design of
Slab Systems Introductory User’s Guide,
16.Computers and Structures, Inc., 1978-2008., 2008a. Design of Slabs , Beams and
17.Computers and Structures, Inc., 1978-2008., 2008b. Design of Slabs , Beams and Foundations Reinforced and Post-Tensioned Concrete. Key Features and Terminology,
18.Computers and Structures, Inc., 1978-2008., 2008c. Design of Slabs , Beams and
Foundations Reinforced and Post-Tensioned Concrete. Tutorial,
19.Corral, J.A.V., 2006. Análisis de una losas plana de cimentación, sobre un medio
elástico. Cuenca.
20.Cubillos, A., 2014. Introducción al Método de los Elementos Finitos. In Univers idad
de Ibagué.
21.Haramboure, Y.G. & Cristiá, W.D.C., 2013. Revista Cubana de Ingenier ía.
Vol.IV,No.1, pp.23–31. Available at: e-mail:[email protected].
22.Hernández, A.N., 2002. Análisis, Diseño y Administración de obras estructurales.
Universidad Tecnológica Centroamericana: Campus San Pedro Sula.
23.Herrera, G.A., 1986. Resistencia de Materiales II. 1983rd ed., Editorial Pueblo y Educación.
24.Meli, R., 1985. Diseño Estructural 1era ed. S. . de C. . Editorial Limusa, ed., Universidad Nacional Autónoma de México.
25.Moreno, T.D.C., 2014. Apuntes prácticos para la explotación del software
profesional. Diseño de losas por Métodos de Elementos Finitos. Marta Abreu de Las Villas.
26.Morrison, N., 1993. “Interacción Suelo-Estructuras: Semi-espacio de Winkler.”
Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona- España. Available at:
www.morrisoningenieros.com.
27.NC:283, 2003. Densidad de materiales naturales, artificiales y de elementos de
construcción como carga de diseño, 1era ed., Ciudad de La Habana.
28.NC:284, 2003. Edificaciones. Cargas de uso 1era ed., Ciudad de La Habana.
29.NC:450, 2006. Edificaciones. Factores de carga o ponderación. Combinaciones.
1era ed., Ciudad de La Habana: 1era edición.
30.Nilson, A.H., 2001. Diseño de Estructuras de Concreto. duodécima . McGRAW-
HILL INTERAMERICAN A S.A, ed., Bogotá, Colombia.
Hormigón Armado. Escuela Politécnica del Ejército - Ecuador.
32.Santana, J.J.H. & Caneiro, J.A.H., 2010. Hormigón Estructural . Diseño por Estados
Límites. Parte I,
33.Santana, J.J.H. & Caneiro, J.A.H., 2012. Hormigón Estructural . Diseño por Estados
Límites. Parte II,
34.Troyano, A.F., 2014. Cimentaciones Zapatas, losas. Available at: