EXAMEN DE MECÁNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES 4º CURSO PLAN 1998 (09/09/10)

Transcripción

1 EXAMEN DE MECÁNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES 4º CUSO PLAN 998 (09/09/0) APELLIDOS Y NOMBE º EJECICIO. TIEMPO HOA. (3 puntos) En el dibujo adjunto se representan las solicitaciones transmitidas por un pilar a una zapata (N=00 kn y M=0 mkn). Las dimensiones en planta de la zapata son m x m y el canto es m. El terreno es una arcilla con u = 00 kpa, c =0 kpa, F =5 o, g= kn/m 3. El peso específico del hormigón es 5 kn/m 3.. Esfuerzos en la base de la zapata (0,5 puntos). Dimensiones eficaces de la cimentación (0,5 puntos) 3. Coeficientes de forma a corto plazo (0,5 puntos) 4. Carga de hundimiento a corto plazo (0,5 puntos) 5. Coeficiente de seguridad a corto plazo (0,5 puntos) 6. Coeficientes de forma a largo plazo (0,5 puntos) 7. Carga de hundimiento a largo plazo (0,5 puntos) 8. Coeficiente de seguridad a largo plazo (0,5 puntos) Pág. Nº

2 SOLUCIÓN. ESFUEZOS EN LA BASE DE LA ZAPATA En primer lugar calculamos el peso de la zapata. W zapata m m m 5kN / m 3 50kN Q N Wzapata 50kN 00kN 50kN El momento es el mismo, ya ue no hay fuerzas horizontales.. DIMENSIONES EFICACES DE LA CIMENTACIÓN Al tener un solo momento en la base, sólo tenemos ue estimar una de las dimensiones. La otra coincide dimensión total con eficaz: B' B e L' m L 0 50 m,84m 3. COEFICIENTES DE FOMA A COTO PLAZO Según Jiménez Salas y Justo Alpañés (donde r = B*/L*): S r tg Sc 0,, Según CTE DB SE-C: S,5 tg Sc 0,, 4.CAGA DE HUNDIMIENTO A COTO PLAZO Factores de capacidad de carga (N): sen ' tg N e N cot g (N ) 5, 4 sen ' Presión de hundimiento (h): c N,5 (N ) tg 0 Con la siguiente expresión para la presión de hundimiento y considerando los coeficientes de profundidad, de inclinación de la carga y de inclinación del terreno igual a : * h ck Nc dc sc ic tc 0K N d s i t B K N d s i t h 00 5,4, 597,58kPa Pág. Nº

3 5. COEFICIENTE DE SEGUIDAD DE LA CIMENTACIÓN A COTO PLAZO Lo calculamos como la relación entre la presión de hundimiento obtenida ( h ) y la presión real transmitida al terreno por la zapata euivalente ( real ): rea h 597,98 5,5 (cumple CTE) 35,87 6. COEFICIENTES DE FOMA A LAGO PLAZO Según Jiménez Salas y Justo Alpañés (donde r = B*/L*): S r tg,5 S, 8 Según CTE DB SE-C: S,5 tg,38 0,, N S 0, r c S 0, 7 N r Sc S 0,3 0, CAGA DE HUNDIMIENTO A LAGO PLAZO Factores de capacidad de carga (N): sen ' tg N e 0,66 Nc cotg (N ) 0, 7 N,5 (N ) tg 6, 76 sen ' Presión de hundimiento (h): Con la siguiente expresión para la presión de hundimiento y considerando los coeficientes de profundidad, de inclinación de la carga y de inclinación del terreno igual a : * h ck Nc dc sc ic tc 0K N d s i t B K N d s i t Con los coeficientes de forma de Jiménez Salas y Justo Alpañés: h 0 0,7,8 0,66 Con los coeficientes de forma del CTE DB SE-C: h 0 0,7, 0,66,5,38 8.COEFICIENTE DE SEGUIDAD DE LA CIMENTACIÓN 6,76 6,76 0,7 0,84 6,9kPa 66,kPa Lo calculamos como la relación entre la presión de hundimiento obtenida ( h ) y la presión real transmitida al terreno por la zapata euivalente ( real ): real h real V 6,9 35,87 50,84 4,5 35,87kPa 3 (cumple CTE) Aplicando los coeficientes de forma del DB-SE-C es ligeramente superior 4,53 Pág. Nº3

4 EXAMEN DE MECÁNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES 4º CUSO PLAN 998 (30/0/0) APELLIDOS Y NOMBE 3º EJECICIO. TIEMPO: 45 minutos. (3 puntos) Un pilar transmite un axil de 600 kn y un momento de 80 kn. Se pretende resolver la cimentación mediante un encepado centrado con pilotes de barrena continua de 0,65 m de diámetro (D), hormigón HA-5, con la cara superior de su encepado (de m de canto) situada a la cota 0.00 m, y la punta del pilote situada a 0 m de profundidad. La separación entre los ejes de los pilotes es de m. La ejecución se realiza sin control de parámetros y no existe estrato de menor resistencia por debajo de la cota -5 m. ealizar los cálculos sin tener en cuenta el peso propio del encepado y del pilote. El corte del terreno es el siguiente: Terreno Profundidad (m) De 0,00 a,00 elleno Sin resistencia De,00 a 4,00 Arcilla C u = 40 kpa De 4,00 a 5,00 Arena N SPT = 3 Calcular:. Carga transmitida a cada uno de los pilotes (0,5 puntos). esistencia por la punta del pilote aislado (0,5 puntos) 3. esistencia lateral del pilote aislado (0,5 puntos) 4. Carga de hundimiento y admisible del pilote aislado (0,5 puntos) 5. Tope estructural del pilote (0,5 puntos) 6. Coeficiente de seguridad del grupo (0,5 puntos) Pág. Nº4

5 SOLUCIÓN.DISTIBUCIÓN DE ESFUEZOS EN CADA PILOTE Para calcular la distribución de esfuerzos en cada pilote, tomamos momentos respecto a uno de ellos: m 600 m 80mkN 600kN 600 m 80mkN m kN 390kN. ESISTENCIA PO LA PUNTA DEL PILOTE, pk : Con diámetro (D) de 0,65m, las zonas de influencia de la punta son: Zona pasiva: 6 D 3,90m Zona activa: 3 D,95m Puesto ue la punta está a 0m de profundidad, sólo interviene el estrato de arena (N=3). esistencia Unitaria del estrato de arena : p 0,N(MPa) 0, *3,6MPa 600kPa esistencia total por punta 3. ESISTENCIA PO FUSTE, fk. pk p p 600 * esistencia unitaria por el fuste de los distintos estratos: Arcilla : Arena : esistencia total por fuste fk f * f 00 * c 00 c u,5n 0,65 * u 0,65 00 * ,5 *3 8,57 * 3 86,76kN 8,57kPa 6,5kPa 6,5 * 6 374,KN 4. CAGA DE HUNDIMIENTO Y ADMISIBLE DEL PILOTE AISLADO ck fk pk 374, 86,76 36,88kN cd ck 36,88 3 4,9kN Pág. Nº5

6 5. TOPE ESTUCTUAL Q tope Según la tabla 5. del CTE DB SE-C, para pilotes de perforación, tipo barrenados sin control de parámetros, 3,5MPa =3500kPa. Si consideramos el 95% del diámetro como establece la EHE: Q tope 3500 * 0,95 * 0,65 048,7kN Si no consideramos la reducción al 95%, el tope estructural es: Q tope 3500 * 0,65 6,4kN En cualuier caso el tope estructural ueda muy alejado del pilote aislado. Como Q tope cd, no condiciona al pilote, la condición más restrictiva es la del terreno. 6.COEFICIENTE DE SEGUIDAD DEL GUPO El coeficiente de seguridad es el menor de los coeficientes de los dos pilotes. 36, ,7 El coeficiente de seguridad es de 3,7. Es mayor de 3 luego es admisible. ck 3 Pág. Nº6