2.1. ANTECEDENTES
Para sustentar este proyecto de investigación se ha tomado como antecedentes los diversos estudios:
En 2004, José E. publicó su investigación titulado “COMPORTAMIENTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
SOBRE SUELOS GRANULARES SOMETIDAS A
SOLICITACIONES DINAMICAS” en la Universidad Politécnica de Madrid, en la cuidad de Madrid, España. Los resultados obtenidos en los
ensayos de modelo físico de la cimentación superficial a escala reducida han permitido comprobar que dichas cimentaciones pueden fallar por el estado límite último de capacidad portante del terreno de cimentación o el debido al deslizamiento de la cimentación por la base. También los ensayos indican que se debe tener en cuenta los estados límite de servicio, relativo tanto a desplazamientos verticales de carácter irreversible como a desplazamientos horizontales de carácter cíclico, cuyo valor sea excesivo.
La modelización de los resultados de los ensayos de corte simple cíclico, mediante la utilización de la ecuación constitutiva, ha permitido analizar una serie de variables y magnitudes de las que no se dispone de una medida real de laboratorio como, por ejemplo, las tensiones horizontales, la rotación de las tensiones principales y la trayectoria de tensiones en el espacio tridimensional.
Otro aspecto completamente distinto a los mencionados hasta ahora que requiera un análisis más pormenorizado seria el referente al estudio de la anisotropía de la fábrica del material arenoso que ha servido para la realización de los ensayos. Este análisis deberá empezar por completar los trabajos realizados sobre la anisotropía de fábrica mediante el estudio con
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microscopia aptica de muestras tomadas por el interior de la masa arenosa. Una vez contrastados los resultados obtenidos mediante microscopia óptica con los deducidos del estudio de la velocidad de propagación de las ondas transversales , como se hizo en la investigación ya realizada, sería interesante incorporar dicha anisotropía de fábrica a la ecuación constitutiva para comprobar los efectos que ello produce en los resultados finales.
Vela J. en el 2008 en la ciudad de Trujillo, publicó en la Universidad Privada Antenor Orrego un informe titulado “ANÁLISIS COMPARATIVO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN UN EDIFICIO DE CUATRO PISOS EN LA CIUDAD DE TRUJILLO” las
alternativas planteadas en este informe fueron zapatas aisladas, zapatas combinadas y zapatas conectadas.
En la primera alternativa se orientó a la colocación de zapatas combinadas como opción para controlar los efectos de excentricidad de las zapatas de la edificación y una mejor distribución de los esfuerzos sobre el terreno existente. En la segunda alternativa fue orientada a la colocación de zapatas con viga de cimentación, como opción para controlar los efectos de excentricidad y a la vez un mejor comportamiento estructural de las zapatas de la edificación. Concluyendo el costo total de cada alternativa es:
Alternativa (1) S./ 89,107.44 y, Alternativa (2) S./ 99,952.03 de acuerdo a los resultados la alternativa 1 involucra menor cantidad de obra, por consiguiente es la alternativa de menor costo.
En 2010, José C. publico en su investigación titulado “INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA EN SUELOS COHESIVOS TOTALMENTE SATURADOS” en la Universidad Nacional Autónoma de Mexico, en la ciudad de México. En dicha investigación se realizó un análisis minucioso,
podemos observar que una cimentación es la parte más importante de toda construcción, a la cual no deben de ahorrarse ni materiales ni cuidado, ya que si, nuestra cimentación presenta deficiencias, tendrá consecuencias
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graves, como es la presencia de grietas al momento en que se rebase su capacidad resistente. Así mismo, es claro que toda construcción debe tener una buena cimentación, y tampoco debemos pretender ahorrarnos economía ni tiempo al momento de su construcción, puesto que a largo plazo dicha deficiencias tendrán repararse y por supuesto será más cara la reparación de los errores que bien pudieron haber sido evitados.
Dentro de la interface de la estructura de cimentación y el suelo se originan desplazamientos debidos a las cargas que transmite la cimentación al suelo, donde dan lugar los asentamientos totales y diferenciales; siendo así la interacción suelo-estructura la parte de la ingeniería que estudia las deformaciones del terreno de cimentación cuando estas se ven afectadas por la presencia y rigidez de la propia estructura. De este modo la interacción entre la estructura de cimentación y el suelo, consistirá en encontrar un sistema de ecuaciones que aplicadas simultáneamente a la estructura de cimentación y a la masa de suelo, produzcan la misma configuración de desplazamientos entre los dos elementos.
Finalmente la interacción suelo-estructura es un método muy eficiente, ya que nos permite:
Comprobar la compatibilidad de deformaciones entre la estructura y el terreno.
Obtener el diagrama de reacciones, los asentamientos y los elementos mecánicos en cada nudo.
Realizar el diseño estructural de nuestra cimentación en base a los elementos mecánicos.
Obtener el asentamiento total, realizando un cálculo para el asentamiento a corto plazo, y realizar otro cálculo para el asentamiento a largo plazo, y no dejar que exceda el asentamiento permisible.
Obtener los asentamientos diferenciales, y no dejar que excedan los asentamientos diferenciales permisibles.
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Rojas C. y Silva W. en el 2009, publicaron un trabajo de suficiencia profesional en la Universidad Privada Antenor Orrego, titulado “DISEÑO ALTERNATIVO DE TRES TIPOS DE CIMENTACIONES EN UN EDIFICIO DE CINCO PISOS EN LA CIUDAD DE TRUJILLO” en el que plantean como alternativas de evaluación de
diferentes tipos de cimentaciones superficiales, tales como zapatas aisladas, zapatas combinadas y/o zapatas conectadas garantizando que los posibles asentamientos diferenciales producidos, se encuentren dentro de los límites permisibles.
En síntesis se puede concluir que como metodología para la elección de los tipos de cimentación en una edificación, como primer paso se debe partir al menos predimensionando a todos los elementos como zapatas aisladas, en base a ese primer cálculo y la geometría de la edificación.
En este informe Rojas C. y Silva W. optaron por el uso de zapatas aisladas para el caso en estudio, obteniendo zapatas aisladas típicas de (B) 3.5 x (L) 3.8 m. y un área de acero necesaria de 36.68 cm2, distribuido en (B) 19 ɸ 5/8” @ 17.6 y en (L) 20 ɸ 5/8” @ 18.
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