Determinación de la capacidad de rotación de fundaciones superficiales bajo condiciones de carga axial constante y momento cíclico. Caso de suelos granulares.

Blandón Uribe, Carlos Andrés | 2012

RESUMEN: En el Diseño Sísmico Basado en Desempeño se establecen criterios y objetivos en términos de la capacidad de deformación de los elementos que componen la estructura. La falta de información para determinar el comportamiento suelo-fundación durante un evento sísmico y su influencia sobre toda la estructura limita los criterios de diseño para que el sistema suelo-fundación-estructura cumpla con los objetivos de desempeño. Este trabajo de grado desarrolla una de las series del programa experimental de la investigación Análisis del Desempeño Sísmico de Sistemas Estructura-Fundación, para describir el comportamiento de una fundación superficial en términos de capacidad de rotación bajo una combinación de cargas que simulan aquellas generadas durante un sismo. Se ejecutaron ensayos cíclicos y monotónicos en un modelo a escala de una zapata rígida apoyada en un suelo granular, bajo el efecto de una carga axial constante y un momento variable. La magnitud de la carga axial fue variada para cada ensayo en relación a la carga de fluencia del suelo. El suelo fue caracterizado por medio de ensayos de laboratorio basados en las normas ASTM y su capacidad portante fue determinada experimentalmente con ensayos sobre el modelo a escala sometiéndolo a carga axial concéntrica monotónica. Se encontraron tres comportamientos diferentes del sistema suelo-fundación que dependen de la relación carga axial aplicada en la zapata a la carga axial de fluencia. Con cargas axiales equivalentes al 20% de la carga de fluencia se presenta degradación de la resistencia y estrangulamiento, al 50% se observa degradación de la rigidez y mayores rotaciones residuales y al 80% hay una combinación de ambas respuestas que está asociada al sentido de aplicación del momento. En general, en la interfaz suelo-fundación se descubre una significativa disipación de energía ligada a altas deformaciones por rotación de la zapata, no aceptables en términos de servicio para cualquier edificación.