Determina=
r la
transferencia de carga en la interacción suelo estructura de una losa de
cimentación postensada
Determine the load transfer in the interaction soil
structure of a post-tensioned foundation slab
|
1 |
José Luis Malla Ayala |
|
https://orcid.org/0009-0000-58=
79-6513 |
|
|
|
Universidad Católica de Cuenca (UCAC=
UE),
Cuenca, Ecuador. Maestría en Ingeniería Civil Mención=
en
Estructuras Sismorresistentes |
|||
|
2 |
Juan Sebastián Maldonado Noboa |
|
https://orcid.org/0000-0001-53=
29-2201 |
|
|
|
Universidad Católica de Cuenca (UCAC=
UE),
Cuenca, Ecuador. Maestría en Ingeniería Civil con men=
ción
en Estructuras Sismoresistentes |
|
|
Artículo de Investigación Científica y Tecnológica Enviado: 11/07/2026 Revisado: 12/08/2026 Aceptado: 09/09/2026 Publicado: 18/09/2026 DOI:=
<=
/span>https://doi.org/10.33262/concienciadigit=
al.v9i3.3804 =
=
|
|||||||
|
|
|
|||||||
|
Cítese: |
Malla Ayala, J. L., &
Maldonado Noboa, J. S. (2026). Determinar la transferencia de carga en la
interacción suelo estructura de una losa de cimentación postensada . ConcienciaDigital, 9(3), 216-235. https://doi.org/10.33262/concienciadigital.v9i3.3804 |
|
||||||
|
|
|
CONCI=
ENCIA
DIGITAL, =
es una
revista multidisciplinar, trimestral, que se publicará en soporte
electrónico tiene como misión contribuir a la formació=
n de
profesionales competentes con visión humanística y crítica que sean capac=
es
de exponer sus resultados investigativos y científicos en la misma medida=
que
se promueva mediante su intervención cambios positivos en la sociedad. https://concienciadigital.o=
rg =
La
revista es editada por la Editorial Ciencia Digital (Editorial de prestig=
io
registrada en la Cámara Ecuatoriana de Libro con No de Afiliación 663) www.celibro.org.ec |
|
|||||
|
|
|
Esta revista está protegida ba=
jo
una licencia Creative Commons en la 4.0
International. Copia de la licencia: http://creativecommons.org/licenses/by-n=
c-sa/4.0/ |
|
|||||
|
Palabr=
as
claves: Losa postensa=
da;
suelos; estructura, modelos no
lineales, análisis dinámico, eventos sísmicos, edificios esenciales. |
|
Resumen
Introducción. La
investigación propuesta, analiza la transferencia de cargas de una losa
postensada en comparación con una cimentación convencional sobre suelos de
baja capacidad portante. Se desarrolló el diseño mediante programas
computacionales para comparar las cargas absorbi=
das
y las deformaciones de ambos sistemas en un terreno inestable. Los result=
ados
muestran que las losas de cimentación postensadas presentan mayor capacid=
ad
para distribuir las cargas y controlar las deformaciones, reduciendo
significativamente los asientos diferenciales. Objetivo. Determina=
r la
capacidad de carga absorbida de una losa de cimentación post-tensada
frente a una losa convencional. Metodología. Al no contar con
normativas locales para el diseño de losas propuesto, nos apoyamos de
recursos bibliográficos y en el método de diseño de losas de cimentación
postensadas desarrollado por el Post-Tensioning Institute, conoc=
ido
como Método PTI, se fundamenta en investigaciones experimentales realizad=
as
desde la década de 1970. Resultados. Los resultados obtenidos
demuestran que la losa de cimentación post-tensada,
con una sección transversal más pequeña que la losa convencional, absorbe
mayor momento flector con una reducción significativa de materiales como:
hormigón y acero de refuerzo. Conclusión. Se determina la reducció=
n de
sección de la losa postensada en comparación a la losa convencional y de
igual manera la reducción de acero de refuerzo. Área de estudio genera=
l: ingeniería
civil. Área de estudio específica: Cimentaciones de estructuras. <=
b>Tipo
de estudio: Artículo original.=
|
|
|||||
|
Keywords: Post-tensioned slab; soils; structure, nonlinear models, dynamic analysis, seismic events, essential
buildings. |
|
Abstract Introduction. The
proposed research analyzes the load transfer of a post-tensioned slab
compared to a conventional foundation on soils with low bearing capacity.=
The
design was developed using computer programs to compare the absorbed loads
and deformations of both systems in unstable terrain. The results show th=
at
post-tensioned foundation slabs have a greater capacity to distribute loa=
ds
and control deformations, significantly reducing differential settlements=
. Objective.
Determine the absorbed load capacity of a post-stressed foundation sl=
ab
compared to a conventional slab. Methodology. As we do not have lo=
cal
regulations for the proposed slab design, we rely on bibliographic resour=
ces
and the post-tensioning foundation slab design method developed by the |
|
|||||
=
1.&n=
bsp;
Introducción
=
El
diseño adecuado de las estructuras de ingeniería civil exige una comprensión
precisa de las condiciones del subsuelo en los emplazamientos de las
estructuras y, cuando las estructuras vayan a consistir en materiales de ti=
erra
o roca, de las condiciones del subsuelo en las posibles fuentes de material=
es
de construcción (Srinivas et al., 2016). El presfuerzo
consiste en inducir de manera intencional de esfuerzos permanentes en una
estructura o conjunto de elementos, con el fin de mejorar su diseño y capac=
idad
de resistencia frente a condiciones de servicio y de resistencia (VSL Corporation Mexico, 2026).
=
El
postensado es un método de pretensado del hormigón para aliviar las tension=
es
de tracción dentro del hormigón. Este método se utiliza para varios tipos de
estructuras de hormigón armado y puede tener varias ventajas, como un tamañ=
o de
sección reducido, un agrietamiento reducido y tramos más largos en comparac=
ión
con el refuerzo suave típico utilizado en el hormigón armado (Burgoon, 2007).
=
Diferenciándose
de los pisos convencionales, estos deben ser especialmente robustos para
resistir el peso y el uso continuo de maquinaria pesada, vehículos industri=
ales
y almacenamiento de carga. Cada tipo de piso industrial se adapta a las
características del suelo, el peso de la estructura y las cargas específica=
s,
asegurando su funcionalidad y longevidad (Jimén=
ez,
2024).
Las construcciones en suelos expansivos
(arcillosos) se dan en todo el mundo y estas elevan su costo debido a las
características del suelo, ya que para la cimentación se debe realizar cier=
tos
métodos para mejorar su capacidad portante y en otros la implementación de
cimentaciones superficiales como zapatas corridas y losas de cimentación qu=
e es
un rubro considerable en el presupuesto de obra, como se muestra en la Figura 1=
.
Figura 1
Diseño básico para cimentaciones residenciales construidos sobres su=
elos
expansivos o compresibles
=
2. Metodología
La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, debido a que se evaluó y comparó la capacidad de carga absorb= ida de dos sistemas estructurales mediante variables numéricas obtenidas del análisis estructural. El tipo de investigación corresponde a una investigac= ión aplicada, ya que busca aportar evidencia técnica sobre el comportamiento de= las losas de cimentación postensadas como alternativa de diseño en un contexto donde no existen normativas locales específicas. Asimismo, es de alcance co= mparativo, porque se confronta el desempeño de una losa de cimentación postensada con = el de una losa convencional bajo las mismas condiciones de carga y geometría.<= o:p>
El estudio presenta un diseño no experimental,
transversal y comparativo:
2.1. Base metodológica de diseño
Debido a la ausencia de normativa nacional para el
diseño de losas de cimentación postensadas, el procedimiento metodológico se
sustentó en una revisión bibliográfica especializada y en la aplicación del=
Método
PTI (Aalami,
2014), desarrollado a partir de investigaciones experimentales
realizadas desde la década de 1970.
El Método PTI proporciona criterios para el diseño=
de
losas de cimentación postensadas considerando aspectos como: determinación =
de
cargas de servicio; caracterización geotécnica del suelo; estimación de
movimientos del terreno; cálculo del espesor de la losa; cuantificación de =
la
fuerza de postensado; distribución de tendones; verificación de esfuerzos,
deformaciones y estados límite de servicio. Posteriormente, el diseño obten=
ido
mediante el método PTI fue comparado con el diseño de una losa convencional=
de
hormigón armado, elaborado bajo la normativa vigente para este tipo de
elementos estructurales. Por lo cual las variables se presentan en la Tabla 1.
Variables=
de
estudio
|
Variab=
le |
Dimens=
iones |
Indica=
dores |
|
Tipo de losa de cimentación (independiente) |
Losa convencional y losa postensada |
Sistema estructural empleado |
|
Capacidad de carga absorbida (dependiente) |
Resistencia estructural |
Carga máxima soportada, momentos flectores,
esfuerzos, deformaciones, deflexiones y consumo de materiales (según el
alcance del estudio) |
2.2. <=
/span>Procedimi=
ento
metodológico
Para el cumplimiento del objetivo del presente
trabajo, se establecieron los siguientes procedimientos.
2.3. Técnicas e instrumentos
=
La técnic=
a de
investigación utilizada fue el análisis documental y análisis estructural
comparativo. En cuanto al instrumento se revisó bibliografía técnica especi=
alizada,
normas de diseño estructural, manuales del PTI y software de análisis
estructural.
El American Concrete Institute (ACI, 2010) en su
capítulo 9, incorpora este enfoque de diseño y señala que presenta benefici=
os
tecnológicos particulares para la solución de cimentaciones construidas sob=
re
suelos expansivos y compresibles. De acuerdo con el PTI, este método
proporciona a las losas de cimentación postensadas ventajas tanto técnicas =
como
económicas, habiendo demostrado un comportamiento satisfactorio durante más=
de
25 años de uso (
Se tomaron datos de la Tabla 2 del capítulo
IV(Exploraciones de Campo) del Estudio geológico geotécnico y actualización=
del
mapa de amenaza por terrenos inestables del sector de Challuabamba ubicado
dentro de las parroquias Nulti y Machángara (Vi=
ntimilla,
2018) que es de uso público del GAD del Cantón Cuenca el mismo que f=
ue
realizado para obtener información geotécnica mediante ensayos de campo y
laboratorio, del cual se tomaron datos geotécnicos para el diseño de la
cimentación propuesta.
La investigación bibliográfica consistió en revisar
exhaustivamente fuentes académicas, libros, artículos y documentos relacion=
ados
con la investigación. Se utilizará programas computacionales para diseñar l=
osas
PT que cumplan los requisitos del código PTI y ACI 318, cuyos resultados de
interacción suelo estructura serán comparados para el análisis de la capaci=
dad
para resistir deformaciones y distribuir las cargas.
2.4. Análisis de datos
Los resultados se analizaron mediante análisis
comparativo, utilizando tablas y gráficos para contrastar la capacidad de c=
arga
absorbida, los esfuerzos, las deformaciones y demás parámetros estructurales
obtenidos en ambos diseños. La interpretación se realizó considerando los
criterios establecidos por el Método PTI y la normativa aplicable al diseño=
de
losas convencionales. El
trabajo incluye simulaciones mediante software (SAFE16).
<=
![if !supportLists]>3.
Resultados
Se realizo un diseño en programas computacionales y
los resultados se compararán con una losa convencional para determinar las
cargas absorbidas por cada una en un terreno inestable, de esta manera defi=
nir
la interacción suelo estructura de cada una de las losas propuestas, pero
enfocándonos en la losa post-tensada que es tema principal de este
estudio.
Se realizo el diseño de una cimentación convencion=
al y
el diseño de una losa post-tensada, sometidas a las mismas condiciones
geotécnicas y cargas, para de esta manera poder realizar la comparación de =
los
resultados de transferencia de carga entre cada una de las losas propuestas=
.
3.1. Diseño de losa cimentación post-tensada y losa de
cimentación convencional
Con los datos geotécnicos y cálculos estructurales, se procede a
desarrollar las hojas de cálculo para el diseño y con la ayuda de programas
computacionales se realiza la revisión de los resultados obtenidos.
3.2. Cimentación post-tensada
Los cimie=
ntos
juegan un papel muy importante dentro de la edificación ya que éstos son los
que distribuyen las cargas de la estructura hacia el suelo, de tal manera q=
ue
el suelo y los materiales que lo constituyen tengan una capacidad suficiente
para soportarlas sin sufrir deformaciones excesivas (Canales, 2005).
El diseño=
de
cimentaciones en suelos expansivos, deben ser realizado de manera cuidadosa=
y
diferente a los métodos convencionales. Estas cimentaciones se modelan
suponiendo que trabajan sobre un medio considerado elástico, tal como fue
planteado por Winkler (1867).
Las losas
postensadas para viviendas unifamiliares suelen ser requisitos con una
resistencia de 28 días de 2500 psi. Las losas para edificios multifamiliares
con un concreto de 3000 psi y los pisos industriales muy cargados pueden
requerir una resistencia aún mayor (Ajay
et al., 2022; Post-Tensioning Institute,
2016; Clifford, 1989).
El método=
de
diseño se fundamenta en nervios totalmente continuos en dos direcciones,
extendiéndose de borde a borde, para que dichos nervios sean considerados
continuos, deben cumplir las siguientes condiciones: (a) que los nervios se=
an
continuos, (b) traslaparse una longitud de desarrollo apropiada, (c) estar
conectados a un nervio paralelo por un nervio perpendicular, el cual transm=
ite
por torsión el momento flexionante en el nervio (Post-Tensioning Inst=
itute,
2016), como se muestra en la Figura 2<=
/a>.
Figura 2
Post-tensado de un suelo
3.3.=
&nb=
sp;
Existen dos sistemas de postensado, adhe=
rente
y el no adherente
Sistema adherente: =
consiste =
en
que, por diseño, los cables mantienen una adherencia continua a lo largo de
toda la estructura. Esta adherencia se genera mediante lechada de cemento, =
la
cual entra en contacto directo con la superficie del cable. La adherencia se
transfiere al ducto que se encuentra embebido en el elemento estructural
formando una unión adherente con el concreto que rodea (Postensa,
2016).
Sistema no adherente: consiste=
en que,
por diseño, el tendón no desarrolla una adherencia a lo largo del concreto.=
Están
conformados por cables de alta resistencia, protegidos con una cubierta de
polietileno de alta densidad que actúa como un sistema anticorrosivo. Los
extremos del tendón son retenidos por unos anclajes donde se concentra la
fuerza de tensado a la que se someten los cables (Postensa,
2016).
El American Concrete Institute (ACI, 2011) en su Norma ACI CODE-318-11 en su
artículo 21.5.2.5, inciso b, indica que el sistema a usarse es el sistema No
Adherido, para evitar la fractura de los tendones ante una deformación
inelástica de orden sísmico.
Se indica también, que el acero o cable de postens=
ado
no debe contribuir en más del 25% a la demanda de refuerzo total del elemen=
to
estructural sismorresistente (Postensa, 2016).
Datos geotécnicos: =
de acuerdo
con las recomendaciones dadas en el Estudio geológico geotécnico y
actualización del mapa de amenaza por terrenos inestables del sector de
Challuabamba ubicado dentro de las parroquias Nulti y Machángara (Vintimilla, 2018), se tomó los datos de la pru=
eba
SPT8, como se muestra en la Tabla 2.
Resultados de capacidades portantes
|
Exploración |
Profundidad de Desplante (m) |
||||
|
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
|
|
C1 |
1,82 |
1,95 |
2,18 |
- |
- |
|
C2 |
3,92 |
4,67 |
5,94 |
- |
- |
|
C3 |
1,37 |
1,39 |
1,47 |
- |
- |
|
C4 |
1,29 |
1,31 |
1,4 |
- |
- |
|
SPT1 |
1,17 |
1,24 |
1,37 |
1,44 |
1,51 |
|
SPT2 |
0,52 |
0,57 |
0,63 |
1,03 |
1,86 |
|
SPT3 |
0,88 |
0,94 |
1,06 |
1,1 |
1,14 |
|
SPT4 |
1,34 |
1,46 |
1,75 |
1,8 |
1,84 |
|
SPT5 |
1,26 |
1,29 |
1,37 |
1,45 |
1,52 |
|
SPT6 |
2,24 |
2,62 |
3,1 |
- |
- |
|
SPT7 |
5,23 |
5,15 |
5,29 |
- |
- |
|
SPT8 |
0,39 |
0,43 |
1,47 |
1,05 |
2,13 |
|
SPT9 |
1,59 |
1,72 |
- |
- |
- |
|
SPT1- |
1,33 |
1,36 |
1,45 |
1,54 |
1,61 |
Se diseño un
edificio de 6 pisos en hormigón armado destinada al uso residencial, de for=
ma
irregular. Con la ayuda del programa computacional ETABs 22 para posterior
realizar la bajada de cargas que se trasmitirán a la losa de cimentación. E=
n el
programa SAFE 16 se diseñó las losas para su comparación, co=
mo
se muestra en la Figura 3.
Figura 3
Edificación diseñada para el estudio de las losas propuestas
Cargas transmitidas por las columnas hacia la losa de cimentación,
obtenidas del programa SAFE16
|
COLUMNA |
FZ (ton) |
COLUMNA |
FZ (ton) |
COLUMNA |
FZ (ton) |
COLUMNA |
FZ (ton) |
COLUMNA |
FZ (ton) |
COLUMNA |
FZ (ton) |
|
A1 |
79,6129 |
B1 |
142,0137 |
C1 |
183,9028 |
D1 |
228,5925 |
E1 |
251,4802 |
F1 |
167,355 |
|
A2 |
118,7043 |
B2 |
222,919 |
C2 |
289,8749 |
D2 |
361,626 |
E2 |
402,6726 |
F2 |
251,2835 |
|
A3 |
112,4802 |
B3 |
210,2073 |
C3 |
273,3745 |
D3 |
341,1257 |
E3 |
379,4279 |
F3 |
238,2975 |
|
A4 |
119,5036 |
B4 |
224,6325 |
C4 |
292,2338 |
D4 |
364,7496 |
E4 |
406,2378 |
F4 |
253,2792 |
|
A5 |
124,1626 |
B5 |
234,153 |
C5 |
304,597 |
D5 |
380,1198 |
E5 |
423,6626 |
F5 |
263,0172 |
|
A6 |
78,0482 |
B6 |
138,8122 |
C6 |
179,7327 |
D6 |
223,3892 |
E6 |
245,5812 |
F6 |
164,0546 |
|
Sumatoria |
632,51 |
|
1172,74 |
|
1523,72 |
|
1899,60 |
|
2109,06 |
|
1337,29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Carga Total |
8674,92 |
ton |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Propiedades de
los materiales<=
b>
Resistencia especificada del hormigón a la compres=
ión
a los 28 días. f’c =3D 300 kg/cm2
Módulo de elasticidad del hormigón
Acero de pre-esfuerzo Resistencia a la fluencia fy=
=3D
4200kg/cm2
Tendón Cable torón de 7 hilos de baja relación
Sistema No Adherido
Diseño de
losa maciza convencional
Dimensiones de la losa
Longitud:
30,20m
Ancho: 29=
,30m
Espesor
asumido: 0,80m
Carga
transferida por las columnas
Qcolumnas=
=3D
8674,92 ton
Dimensiones de las columnas
Longitud:
1,20m
Ancho: 1,=
20m
Cargas utilizadas
Carga viva (LL): 0,20 ton=
/m2
Carga muerta (DL): 0,60
ton/m2Con la ayuda del programa SAFE 16 se procedió al
diseño de la losa de cimentación, considerando combinaciones de carga última
(CU) y carga de servicio (CS), como se muestra en la Figura 4<=
/span>.<=
/span>
Figura 4
3.4. Diseño de losa post-tensada
El método=
de
diseño está basado en nervios completamente continuos, de borde a borde en
ambas direcciones. Cuando existan consideraciones arquitectónicas especiale=
s,
tales como, aberturas, esquinas, irregularidades en planta, se debe preveni=
r la
continuidad de los nervios (De
León, 2012).
Con la ay=
uda
del programa SAFE 16 se procedió al diseño de la losa de cimentación,
considerando combinaciones de carga última (CU), carga de servicio (CS), ca=
rga
1.0DL+1.0PT-TRANSFER, 1.0DL+1.0PT-FINAL, 1.0DL+0,5LL+1.0PT-FINAL, como se
muestra en la Figura 5.
Losa de cimentación
postensada
Realizado=
la
definición de materiales en el programa SAFE16 y corrido el programa se
analizará los resultados para la viga F5-F6 en las dos losas diseñadas,
obteniendo los siguientes resultados, como se muestra en la Figura 6<=
/span> y Figura 7<=
/span>.
3.5. Para la losa de cimentación convencional
Figura 6
Viga F5.F6 a analizar
Figura 7
Diagrama de Momentos
El máximo momento flector de la viga es de 135,33
ton/m, como se muestra en la Figura 8.=
Figura 8
Varilla de refuerzo requerida
El cálculo para del acero de refuerzo mínimo se
calculó para varilla D=3D22mm y combinación de carga CU
Datos para la losa de cimentación postensada:
Dimensiones de la losa
Longitud:
30,20m
Ancho: 29=
,30m
Espesor
asumido: 0,80m
Carga
transferida por las columnas
Qcolumnas=
=3D
8674,92 ton
Dimensiones de las columnas
Longitud:
1,20m
Ancho: 1,=
20m
Cargas utilizadas
Carga viva (LL): 0,20 ton=
/m2
Carga muerta (DL): 0,60
ton/m2
Los tendones fueron colocados en dos ejes de la lo=
sa,
tal como indica la Figura 9.
Figura 9
Tendones en la viga
Los datos
para el cálculo de número de tendones, pandeo máximo, fuerza de pre-esfuerzo
requerida, Fuerza efectiva por tendón, número de tendones.
Pandeo
máximo, ZC=3D 6m
Carga
Balanceada real =3D 3,97ton/m2
Fuerza
efectiva por tendón =3D 12,42 ton/m2
Número de
tendones =3D el número de tendones se calcula considerando el ancho de la
franja(viga), en el caso de la viga F5-F6 resulto ser 2 tendones, se calcula
esta viga debido a la configuración arquitectónica del edificio diseñado, p=
ues
en esta área existe la mayor carga concentrada que se trasmitirá a la losa =
de
cimentación.
La
trayectoria de los tendones se configuró como se muestra en la Figura 10.
Trayectoria del tendón considerado para el cálculo
El progra=
ma
detalla la geometría y resultados de la viga analizada, como se muestran en=
la Figura 11, Figura 12=
y Figura 13.
Figura 3
Viga F5.F6 a analizar
Figura 4
Diagrama de Momentos
Varilla de refuerzo requerida
Los
resultados presentados en la Tabla 4, evidenc=
ian
que en las losas postensadas al aplicar el uso de tendones se reduce el mom=
ento
flector y cuantía mínima de acero de refuerzo.
Comparación de resultados de las 2 losas analizadas
|
Elemento |
Momento Flector (ton-m) |
Acero de Refuerzo (cm2) |
|
Losa convencional |
135,33 |
51,61 |
|
Losa post-tensada |
98,12 |
27,30 |
<=
![if !supportLists]>4.
Discusión
Los resultados obtenidos en la presente investigación evidencian que=
las
losas de cimentación postensadas presentan un comportamiento estructural
favorable frente a las losas convencionales, particularmente cuando se proy=
ectan
sobre terrenos con baja capacidad portante. Se determinó que el sistema
postensado permite absorber mayores momentos flectores mediante una sección
transversal menor, optimizando el comportamiento estructural y reduciendo l=
as
cantidades de hormigón y acero de refuerzo. Estos resultados guardan relaci=
ón
con los principios de diseño expuestos por Aalami (2014), quien señala que =
la
aplicación del postensado permite mejorar la eficiencia estructural de los
elementos de hormigón mediante la introducción de esfuerzos de compresión
previos, que contribuyen a contrarrestar los efectos de las cargas de servi=
cio.
En concordancia con lo anterior, el método desarrollado por el
Por otra parte, la reducción de la sección transversal observada en =
la
losa postensada representa una ventaja desde el punto de vista constructivo=
y
económico, debido a que permite disminuir el volumen de hormigón y la canti=
dad
de acero convencional requerido. Este comportamiento coincide con los
planteamientos de De León (2012) quien aborda el análisis y diseño estructu=
ral
de losas postensadas de cimentación, destacando la importancia de considera=
r la
distribución de esfuerzos y las condiciones de servicio para obtener sistem=
as
de cimentación eficientes. De igual manera, Ajay et al. (2022) analizan la
factibilidad estructural de sistemas de losas postensadas, aportando
antecedentes sobre las posibilidades de optimización que ofrece esta tecnol=
ogía
en estructuras de hormigón.
En cuanto al comportamiento del suelo, es importante considerar que =
la
eficiencia de una cimentación no depende exclusivamente de su capacidad
resistente, sino también de su interacción con el terreno y de las
deformaciones que se producen bajo la aplicación de las cargas estructurale=
s.
En este sentido, el modelo de Winkler (1867) constituye una aproximación
teórica para representar el comportamiento del suelo mediante resortes
elásticos, permitiendo estudiar la relación entre las presiones de contacto=
y
los desplazamientos de la cimentación. Esta consideración resulta relevante
para interpretar la distribución de cargas y los asentamientos que se prese=
ntan
en los modelos analizados.
Adicionalmente, Burgoon (2007) estudia el comportamiento de
cimentaciones tipo losa nervada postensada sobre suelos altamente expansivo=
s,
evidenciando la importancia de incorporar sistemas de postensado en el anál=
isis
de cimentaciones sometidas a condiciones geotécnicas desfavorables. En rela=
ción
con esta problemática, Srinivas et al. (2016) analizan alternativas de
mejoramiento de suelos expansivos mediante capas de material cohesivo no
expansivo, lo que permite reconocer que el desempeño de una cimentación tam=
bién
está condicionado por las características y el tratamiento del suelo de apo=
yo.
Por consiguiente, la utilización de losas postensadas debe complementarse c=
on
un estudio geotécnico que permita determinar la capacidad portante, la
deformabilidad y las condiciones particulares del terreno.
Para el contexto de aplicación de la investigación, Vintimilla (2018)
mediante el estudio geológico-geotécnico de terrenos inestables del sector =
de
Challuabamba, en el cantón Cuenca, aporta información relevante sobre la
importancia de identificar las condiciones de inestabilidad del terreno ant=
es
de definir el sistema de cimentación. Este antecedente permite destacar que=
, en
zonas con condiciones geotécnicas complejas, la selección de una cimentación
debe considerar tanto la respuesta estructural como las características del
suelo y los posibles movimientos diferenciales.
Finalmente, los resultados obtenidos permiten establecer que la losa=
de
cimentación postensada constituye una alternativa estructural que favorece =
la
optimización de materiales y la distribución de esfuerzos en comparación con
una losa convencional. Sin embargo, su aplicación debe estar condicionada p=
or
el análisis geotécnico, el diseño adecuado del sistema de postensado, las
pérdidas de tensión, las condiciones de anclaje y las verificaciones de res=
istencia
y servicio. En consecuencia, la reducción de la sección transversal y del a=
cero
de refuerzo no debe interpretarse únicamente como una ventaja constructiva,
sino como el resultado de una concepción estructural que requiere un diseño=
y
control técnico apropiados.
5.&n=
bsp;
Conclusiones
· &nb=
sp;
Analizar el
comportamiento de losas postensadas en suelos de baja calidad: no se pudo
realizar este análisis debido a que en el país no se desarrollaron estudios
sobre el límite de Thornthwaite que estudia los límites entre tip=
os
de climas definidos por su sistema de clasificación climática.
· &nb=
sp;
Realizar un mo=
delo
computacional que permita establecer la disminución de carga a través de
cimentaciones postensadas a suelos de capacidad portante mínima: se realizó=
el
diseño de una edificación de 6 pisos destinada al uso de viviendas, con una
capacidad portante de 14 ton/m2 en la que se diseñaron cimentaciones difere=
ntes
(convencional y postensada) mediante el programa SAFE 16
· &nb=
sp;
Al evaluar una
alternativa más eficiente de cimentación ante cargas gravitacionales y sísm=
icas
para la construcción de edificaciones en suelos de baja calidad en la ciuda=
d de
Cuenca, los resultados presentados=
en la
Tabla 4, evidencian que en las losas postensadas al aplicar el uso de
tendones se reduce el momento flector y cuantía mínima de acero de refuerzo=
.
· &nb=
sp;
Realizar una
comparación entre las losas de cimentación postensadas y las losas de
cimentación convencional: la reducción de la sección y materiales a utiliza=
r se
reducen de manera significativa al aplicar el sistema postensado.
·&nb=
sp;
Respecto a una
losa de hormigón armado, este sistema genera, a priori, un elemento mucho m=
ás
rígido y un menor volumen de materiales empleados.
=
6. Conflicto de intereses
Los autores declaran que no existe conflic=
to
de intereses en relación con el artículo presentado.
=
7. Derechos de autor (copyright=
)
Los
autores son los titulares de los derechos de autor (patrimoniales y/=
o de
explotación) de los contenidos de la revista (copyright).
=
8. Declaración de contribución =
de
los autores
Los autores declaran haber participado de manera
equitativa y sustancial en la realización de esta investigación, bajo las
responsabilidades según la Taxonomía CRediT para describir las contribuciones
individuales de cada autor al trabajo.
José Luis Malla Ayala
realizó la conceptualización de la investigación, organización y ejecución =
del
ensayo, recopilación y curación de los datos, revisión del análisis
estadístico, interpretación de los resultados, elaboración del borrador
original, preparación de tablas y figuras, revisión crítica del contenido y
aprobación de la versión final del manuscrito.
Juan Sebastián Maldonado Noboa
realizó la supervisión académica y metodológica de la investigación, brindó
orientación durante el desarrollo del ensayo, revisó el análisis y la
interpretación de los resultados, efectuó la revisión crítica del manuscrit=
o,
realizó la corrección científica y académica y aprobó la versión final para=
su
publicación.
Divulgación de la
delegación a la IA generativa
La responsabilidad del
manuscrito final recae íntegramente en los autores.
Las herramientas GAI =
no
figuran como autores y no asumen responsabilidad por los resultados finales=
.
Declaración
presentada por: José Luis Malla Ayala.
=
9. Costos de financiamiento
La presente investigación fue financiada en su
totalidad con fondos propios de los autores.
10.&=
nbsp; Referencias bibliográficas=
Aalami, B. O. (2014).
Ajay, N.,
Harsha, S., Chethan Kumar, S., & Vital Kashyap, J. (2022). Feasibility
studies on performance of post-tensioning (bonded) flat slab for residential
building. SSRN. https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3D4137506=
American Concrete Institute [ACI]. (2010).=
ACI
PRC-360-10 Guide to Design of Slabs-on-Ground. ACI. =
https:/=
/www.concrete.org/store/productdetail.aspx?ItemID=3D36010&Format=3DPROT=
ECTED_PDF&Language=3DEnglish&Units=3DUS_AND_METRIC
American Concrete Institute [ACI]. (2011).=
ACI CODE-318-11: Building code requirements for
structural concrete and commentary. https:/=
/www.concrete.org/store/productdetail.aspx?ItemID=3D318U11&Language=3DE=
nglish&Units=3DUS_Units&utm_source
Burgoon,=
J.
E. (2007). Post-tensioned ribbed mat foundations on highly expansive soi=
ls [Master's
thesis, Kansas State University]. https://krex.k-=
state.edu/items/94010c82-a837-48d7-a20e-c90e5f3e784b =
Canales Galeana, A. F. (2005). Programa didáctico de ayuda a la
secuela del diseño de cimentaciones superficiales [Tesis de grado, Univ=
ersidad
de las Américas Puebla]. https://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documento=
s/lic/canales_g_aa/
Clifford. L. (1989). Structural Integri=
ty
of Buildings Constructed with Unbonded Tendons. Post-Tensioning Institu=
te. https:/=
/books.google.com.ec/books/about/Structural_Integrity_of_Buildings_Constr.h=
tml?id=3DHSi6ygAACAAJ&redir_esc=3Dy
De León
Chavarría, J. A. (2012). Análisis y diseño estructural de losas
post-tensadas de cimentación [Tesis de maestría, Universidad de San Car=
los
de Guatemala]. . https://ceur-rebi.usac.edu.gt/bib=
/2140
Jiménez
Sánchez, P. A. (2024). Elaboración de una guía académica para el diseño
estructural de losas postensadas apoyadas sobre el terreno para pisos
industriales [Tesis de maestría, Escuela
Colombiana de Ingeniería]. https://repositorio.escuelaing.edu.co/entities/publication/f7ca148b-=
6f5e-4315-ab63-dea71bc32edc
Postensa. (2016). Sistema adherente vs sistema no adherente. Poste=
nsa
Nota Técnica 101-16. https://es.scribd.com/document/381934075/Postens=
ado
Post-Tensioning Institute. (2016). Qual=
ity
Management System Manual. PTI-CRT20 G2-0816. https:/=
/www.post-tensioning.org/Portals/13/Files/161010-PTI-CRT20%20G2-0816%20Qual=
ity%20Management%20for%20web.pdf
Srinivas,
K., Prasad, D. D. S. V, & Rao, E. V. K. L. (2016). A study =
on
improvement of expansive soil by using CNS (Cohesive Non-Swelling) layer. <=
i>International
Journal of Innovative Research in Technology, 3(3), 54-60. https://ijirt.org/article?manuscript=3D143878
Vintimilla. C. (2018). Estudio geológico geotécnico y actualización
del mapa de amenaza por terrenos inestables del sector de Challuabamba ubic=
ado
dentro de las parroquias Nulti y Machángara. Alcaldía de Cuenca. https://www.cuenca.gob.ec/content/8-conocimiento=
-y-resoluci%C3%B3n-sobre-el-%E2%80%9Cestudio-geol%C3%B3gico-geot%C3%A9cnico=
-y-actualizaci%C3%B3n-del-mapa
VSL Corporation Mexico. (2026=
). Postensado
para edificios. vls.com. https://vsl.com/es/construccion/edificios/postensado
Winkler, E. (1867). Die Lehre von der
Elasticität und Festigkeit mit besonderer Rücksicht auf ihre Anwendung in d=
er
Technik. Dominicius. https:/=
/books.google.com.ec/books/about/Die_Lehre_von_der_Elasticitaet_und_Festi.h=
tml?id=3DnM8sRgCjhIwC&redir_esc=3Dy
El artículo que se publ=
ica
es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan=
el
pensamiento de la Revista Concienc=
ia
Digital.
El
artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parc=
ial
y/o total en otro medio tiene que ser autorizado por el director de la R=
evista
Conciencia Digital.
www.concienciadigital.=
org <=
span
lang=3DES style=3D'font-family:"Arial",sans-serif;mso-fareast-font-family:A=
rial;
color:black;mso-fareast-language:ES-MX'> Esta
revista está protegida bajo una licencia Creative =
Commons
en la 4.0 International. Copia de la licencia: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/=