Método Rígido Convencional - Diseño Estructural Losas Cimentaciones.

El método rígido convencional para el diseño de losas de cimentación se explica paso a paso con referencia a la figura 5.8.

1. La figura 5.8a muestra la losa de L X B y las cargas de columnas Q1, Q2, Q3,. . . Calcular la carga total de columnas según 

 

FIGURA 5.8 Diseño rígido convencional de una losa de cimentación

2. Determinar la presión q sobre el suelo, debajo de los puntos A, B, C, D,... de la losa, usando la ecuación

Las excentricidades de las cargas, ex y ey, en las direcciones x y y, se determinan usando coordenadas (x’, y’):

3. Comparar los valores de las presiones del suelo determinadas en el paso 2 con la presión neta admisible del suelo para determinar si q <= qadm(neta).

4. Dividir la losa en varias franjas en las direcciones x y y (véase la figura 5.8a). Haga el ancho de cualquier franja igual a B1.

5. Dibujar los diagramas de fuerza cortante, V y momento flexionante, M, para cada franja individual (en las direcciones x y y). Por ejemplo, Ja presión promedio del suelo en la franja del fondo en la dirección x de la figura 5.8a es

La reacción total del suelo es igual a qpromB1B. Ahora se obtiene la carga total en la columna sobre la franja igual a Q1 + Q2 + Q3 + Q4. La suma de las cargas de columna sobre la franja no será igual a qpromB1B porque la fuerza cortante entre las franjas adyacentes no se ha tomado en cuenta. Por esta razón, la reacción del suelo y las cargas de columna necesitan ser ajustadas,

y el factor por modificación de la carga de columna es 

Las cargas de columna modificadas son entonces FQ1, FQ2, FQ3 y FQ4. Esta carga modificada sobre la franja se muestra en la figura 5.8b. Ahora se dibujan los diagramas de fuerza cortante y momento flexionante para esta franja. Este procedimiento se repite para todas las franjas en las direcciones x y y. 

6. Determinar la profundidad efectiva d de la losa revisando el cortante por tensión diagonal cerca de varias columnas. De acuerdo con el Código 3 18-95 del ACI (Sección 11.12.2.lc, American Concrete Institute, 1995), para la sección crítica, 

La unidades de b0 y d en la ecuación (5.34) están en metros. En unidades inglesas, la ecuación (5.34) se expresa como 

donde U está en lb, b0 y d están en pulgadas y f’c en lb/pul2

La expresión para b0 en términos de d, que depende de la posición de la columna con respecto a la planta de la losa, se obtiene en la figura 5.8c.

7. De los diagramas de momento de todas las franjas en una dirección (x o y), obtenga los momentos máximos positivo y negativo por ancho unitario (es decir, M’= M/B1). 

 FIGURA 5.8 Continuación.

8. Determinar las áreas de acero por ancho unitario para refuerzo positivo y negativo en las direcciones x y y.

Los ejemplos 5.5 y 5.6 ilustran el uso del método rígido convencional para el diseño de losas de cimentación.