Comparación técnico-económica entre el método de coeficientes del ACI-318 con un método computacional para el diseño de losas de fundación

Abstract

Para el diseño de losas nervadas de fundación, se ha recurrido al método de los coeficientes del ACI-318 de 1963 para losas de entrepiso en dos direcciones, así como a otros métodos simplificados como el análisis de viga continua por metro de ancho del ACI-318 (2014) para losas en una dirección. Debido a que dichos métodos fueron formulados para el análisis de losas de entrepiso, surgió la necesidad de validarlos por medio de un análisis computacional. Este trabajo consistió en realizar el análisis y diseño de losas nervadas de fundación para tres edificaciones: marco, dual y muro; todas con variantes en las vigas de nervadura y el medio soportante. Esto se efectuó mediante los métodos mencionados y el uso de un programa computacional denominado SAFE de Computers & Structures. Inc., lo cual sirve como parámetro de comparación para identificar las limitantes en la aplicación de tales metodologías. También, se realiza un análisis económico de la cantidad de acero de refuerzo, con el fin de determinar si la diferencia en costo de un método con respecto al otro es importante para el proyectista. En los resultados, se identificó que la rigidez de la estructura es determinante en la distribución de los momentos, lo cual se omite en el método de los coeficientes y en el análisis individual de una losa en una dirección como una viga continua apoyada sobre elementos infinitamente rígidos.

The Coefficients Method from ACI-318 (1963) for two-way slabs and other simplified methods as the continuous frame with one-meter width analysis for one-way slabs from ACI-318 (2014), have been used to design mat foundations. Due to the specific formulation for floor slabs of these methods, came out the necessity of validate them against a computational analysis. This project was about analyzing and designing mat foundations for three different buildings with: only walls, only frames and a combination of the two last, each one with some variations on the beam supports and soil. All this using the methods already mentioned, and a software named SAFE from Computers & Structures. Inc., which gives a comparison parameter to identify the limitations of these methods described. Also, an economic analysis of the quantities of steel reinforcement is given to determine if the difference between the costs of each method is significantly important for the designer. By last, it was identified that the rigidity of the structure is determinant for the moment distribution, which is omitted in the Coefficients Method and in the individual analysis for a one-way slab as a continuous frame on supports with absolute rigidity.