La ingeniería estructural es una disciplina esencial que asegura la estabilidad y seguridad de las construcciones. Entre las teorías más importantes en esta área se encuentra la Teoría de Terzaghi, desarrollada por Karl Terzaghi, considerado el padre de la mecánica de suelos. Esta teoría es fundamental para entender cómo se comportan los suelos bajo cargas y cómo diseñar cimientos adecuados.

Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad última de carga de cimentaciones superficiales, la cual dice que una cimentación es superficial si la profundidad Df de la cimentación es menor que o igual al ancho de la misma. Sin embargo investigadores posteriores han sugerido que cimentaciones con Df igual a 3 ó 4 veces el ancho de la cimentación se definen como cimentaciones superficiales.

Terzaghi sugirió que para una cimentación continua o de franja (es decir, la razón de ancho a largo de la cimentación tiende a 0), la superficie de falla en un suelo bajo carga última se supone similar a la mostrada en la figura, (Note que este es el caso de la falla cortante general. El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación se supone reemplazado por el efecto de una sobrecarga equivalente q = g Df (donde g = peso específico del suelo). La zona de falla bajo la cimentación se separa en tres partes.

En su planteamiento, Terzaghi, llega a la propuesta de una ecuación para obtener la Capacidad de Carga Ultima (a la que llama: q_c), para una zapata rectangular:

Y para el caso de emplearse una zapata cuadrada, propone:

 Donde:

q_u = capacidad de carga última del suelo en t/m² .

γ₁ γ₂ = peso volumétrico del suelo bajo la zapata y sobre el nivel del desplante, respectivamente en t/m² .

C = ordenada al origen de la envolvente de resistencia corte del suelo (cohesión) en t/m²

N_C, N_γ, N_q = factores de capacidad de carga, que son función del ángulo de fricción interna del suelo.

B = ancho de la zapata en m.

D_F = profundidad de desplante m.

Importancia en Ingeniería Estructural

La Teoría de Terzaghi es crucial para el diseño de cimientos, ya que permite predecir el asentamiento de estructuras a lo largo del tiempo. Comprender la consolidación del suelo ayuda a ingenieros a:

• Diseñar Cimientos Seguros: Evitar problemas como el asentamiento diferencial que puede dañar las estructuras.
• Evaluar Estabilidad: Determinar la capacidad del suelo para soportar cargas sin fallar.
• Optimizar Proyectos: Diseñar soluciones de ingeniería más eficientes y económicas.

Aplicaciones Prácticas

• Edificios y Puentes: Diseño de cimientos que minimicen el asentamiento.
• Carreteras y Ferrocarriles: Evaluación de suelos para evitar deformaciones que afecten su funcionamiento.
• Obras Hidráulicas: Diseño de presas y muros de contención considerando la consolidación del suelo bajo cargas hidráulicas.

La Teoría de Terzaghi es un pilar en la ingeniería estructural y geotécnica, proporcionando herramientas esenciales para diseñar y construir estructuras seguras y duraderas. Comprende correctamente este y mas principios en nuestros cursos.