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Pro

Coeficiente de balasto (k)

Módulo de reacción de subrasante para el modelo de Winkler. Aquí están las fórmulas del balasto vertical (kv) y horizontal (kh) con sus respectivos autores: Terzaghi, Vesic, Biot, Bowles y Reese.

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Fórmulas por autor

Definición (modelo de Winkler)

Winkler (1867)presión = coeficiente de balasto × deformación
q = ks · δ (ks = q / δ, en kN/m³)

Balasto vertical (kv · ks)

Terzaghi (1955)suelos granulares (arenas) — corrección por tamaño
ks = ks1(B + B12B)2
Terzaghi (1955)suelos cohesivos (arcillas) — corrección por tamaño
ks = ks1(B1B)ks1 = balasto de placa de 0.30 × 0.30 m · B en m
Vesic (1961)a partir del módulo elástico del suelo
ks = 0.65B·Es1 − μ2·12√Es B4 / (Ef If)
Biot (1937)viga infinita sobre medio elástico
ks = 0.95 EsB(1 − μ2)·[Es B4(1 − μ2) Ef If]0.108
Bowles (1996)a partir de la capacidad admisible (asent. 25 mm)
ks = 40 · FS · qadm (kN/m³, q en kPa)

Balasto horizontal (kh)

Terzaghi (1955)arenas y arcillas NC — crece con la profundidad
kh = nhzBnh = constante de balasto horizontal (kN/m³) · z = profundidad
Terzaghi (1955)arcillas preconsolidadas (rígidas) — constante con z
kh = ks11.5 B
Vesic (1961)balasto horizontal (análogo al vertical)
kh = 0.65 · 12√Es B4/(Ef If) · Es/(1−μ2)
Reese et al. (1974)constante nh para arenas (tabulada)
nh: arena suelta ≈ 1.8–2.2 MN/m³media ≈ 5.5–7 · densa ≈ 15–18 MN/m³

ks₁ = coeficiente de balasto de placa de 0.30 × 0.30 m; B = ancho de la cimentación; Es, μ = módulo y Poisson del suelo; Ef, If = rigidez de la cimentación; z = profundidad. Expresiones referenciales; la elección del método y los valores es responsabilidad del ingeniero.

¿Qué es el coeficiente de balasto?

Es la relación entre la presión aplicada al suelo y el desplazamiento que produce (modelo de Winkler: el suelo se representa como un conjunto de resortes independientes). Se usa en el diseño de losas, zapatas, vigas de cimentación y pilas/pilotes cargados lateralmente.

Vertical vs. horizontal

El balasto vertical (kv) gobierna el asentamiento bajo cargas verticales (losas, zapatas). El balasto horizontal (kh) se usa en elementos cargados lateralmente (pilotes, muros): en arenas crece con la profundidad mediante la constante nh, mientras que en arcillas rígidas se toma constante.

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