Momento resistente a volteo de cimentaciones

[Isai]

Hola amigos,

No sé como calcular el momento resistente de una cimentación de una estructura.
Lo hacía, tomando como punto de referencia un extremo de la cimentación, y calculando el momento que producen las cargas de gravedad, por la distancia al centro de masas de la estructura. Adjunté una imagen.

Quisiera saber si hay alguna diferencia entre el momento resistente al volteo de una losa de cimentación completa, y una losa con aberturas.

Estaba revisando en bibliografía, pero no hay ejemplo de cálculo de tales casos, ni otros. Los únicos que encontré fueron para muros de contención.

Alguien me podría ayudar?

PD. En el libro de Stafford y Coull, dice textualmente: "Tomar momentos alrededor de un lado de la cimentación, el momento resistente de la carga muerta de la estructura debe ser más grande que el momento de volteo para su estabilidad, por un factor de seguridad aceptable"

[yucapareja]

Buenas,


En una losa de cimentaciones no se va a producir estos volcamientos que hablas, solo pasa en zapatas aisladas (losa de menor tamaño).


En una losa de cimentaciones puedes llevar a tener levatamiento parcial de una zona de la losa pero no volcamiento.


En zapatas normalmente el momento resistente debe ser 1.5 veces el momento actuante.


Puedes revisar el libro de bowles para mas detalle del momento volcador.




Saludos

[Rapaig]

Isai,


Lo que te indica Yucapareja es correcto, y como indicas tú tienes que hacer los cálculos desde un extremo de la zapata.


Tienes bien claro lo que hay que hacer, el momento resistente (MR), corresponde a los momentos debido a las cargas gravitacionales (Muertas + Vivas), tal como lo indicas ahí, por otro lado tienes los momentos volcantes (MV), son los actúan de manera horizontal en tu estructura, donde el brazo palanca es la distancia vertical desde tu punto de apoyo a lugar donde esta se está aplicando. Generalmente cargas como vientos, empujes, sismos, entre otras, generan el volcamiento.


Y tomando el valor indicado (FS) por Yucapareja, o consultar tu normativa, debes asegurar cumplir la siguiente relación MR/MV>FS


Saludos

[Isai]

@yucapareja, @rapaig

Gracias por su opinión. Mis datos y resultados son:

Losa: Longitud 42m, Ancho 10m
Peso de la estructura M+V: 40MN
Momento de volteo por sismo: 194MN-m
Momento resistente, sentido de los 10m: 200MN-m
FS=1.03

Como ven el factor de seguridad es bajo en la dirección de la menor dimensión. Lo que necesito es ampliar el ancho de la losa, al menos hasta 14.40m.
Al ampliar las dimensiones de la cimentación, tengo más área, pero quizá innecesaria, quiero optimizar las dimensiones, mi idea es disponer de áreas vacías en las partes donde hay menos presión.

Mi gran duda es, como calcular el momento de volteo en esos casos, donde hay áreas vacías.

PD. En el libro de Joseph Bowles, la teoría y ejemplos son para zapatas aisladas.

[Rapaig]

Veo tres opciones:


1. Puedes aumentar el peso de la estructura hasta cumplir con el FS indicado, mediante el aumento de espesor de la losa, por ejemplo, pero con esto debes tener cierto cuidado ya que en casos sísmicos aumentan las fuerzas inerciales.
2.Ampliar la losa como indicas.
3. Intentar dilatar la estructura dejando dos de 21x10 m


Por cierto, ojo aquí, desconozco que tendrás sobre la losa, pero la normativa comúnmente recomienda dilatar los muros cada 30m de largo.


Saludos.

[Isai]

Sí, mi solución es ampliar la losa.
Pero mi pregunta es, como se calcula el momento resistente de la losa que tiene formas irregulares, o vacíos interiores. O cuales son los principios para calcular dicho momento.

[Rapaig]

Debes encontrar el centroide en planta de toda la estructura y ese es el brazo palanca de tu momento resistente.


Saludos

[yucapareja]

Como escribi con anterioridad... no se calcula volteo en losas..


Y la razón es simple, la losa no sera rígida... osea tu losa de 42 m no se volcara antes se flexionara y producirá una levantamiento parcial.


Lo que tienes que revisar en tu losa son dos cosas.... Punzonado de las cargas actuantes (te determinara el espesor) y revisar la presion sobre el suelo (menor al admisible).


Tambien es importante ver los esfuerzos sobre el suelo.. si son muy desiguales a lo largo de la losa se podrian producir asentamientos diferenciales (en estos casos se aumenta el espesor)


Si quieres publica un detalle de las cargas aplicadas...


Saludos

[Vlacev TE]

Como escribi con anterioridad... no se calcula volteo en losas..


Y la razón es simple, la losa no sera rígida... osea tu losa de 42 m no se volcara antes se flexionara y producirá una levantamiento parcial.


Lo que tienes que revisar en tu losa son dos cosas.... Punzonado de las cargas actuantes (te determinara el espesor) y revisar la presion sobre el suelo (menor al admisible).


Tambien es importante ver los esfuerzos sobre el suelo.. si son muy desiguales a lo largo de la losa se podrian producir asentamientos diferenciales (en estos casos se aumenta el espesor)


Si quieres publica un detalle de las cargas aplicadas...


Saludos

Es correcto una losa no se puede voltear. Algo adicional a lo que han ido comentándote, actualmente ya no se realiza el cálculo de volteo en cimentaciones, sino se calcula el deslizamiento, excentricidad y capacidad de carga. Anteriormente si se utilizaba el método del volteo con factores de seguridad, con el LRFD la metodología de diseño ha variado.