CURSOCONCRETO ARMADO II

Cimentaciones Superficiales.- Distribucin de presiones de contacto.- Zapatas

aisladas centradas.- Zapatas aisladas excntricas.

Ing. Omart Tello Malpartida

Cimentaciones Superficiales

Se definen como cimentaciones superficiales a aquellas comnmente utilizadas en la mayora de edificaciones. Como son las zapatas aisladas, zapatas conectadas, zapatas combinadas, cimientos corridos y losas o plateas de cimentacin.

Las cuales trasmiten las cargas de las estructuras hacia un terreno generalmente ubicado a poca profundidad desde la superficie.

Cimentaciones Superficiales

Para comportarse satisfactoriamente sus caractersticas principales son: Segura: contra una falla de corte del suelo de fundacin. No experimentar asentamiento excesivo. En general: DfB ; Terzaghi: Df/B

Tipos de Cimentacin

CIMENTACION SUPERFICIAL

Df < 2B

Df

B

QN.T.

CIMENTACION PROFUNDA

Df

B

QN.T.

Df > 2B

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Zapatas aisladas

Elementos estructurales cuya funcin es la de distribuir la carga total que transmite una columna y/o muro+peso propio sobre un rea suficiente de terreno.

La intensidad de presiones que transmita se mantenga dentro de los lmites permitidos para el suelo que soporta.

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Zapatas de muro o cimiento corrido

Para elementos estructurales lineales

Longitud > ancho Soportan varias columnas

o un muro. Se utiliza en suelos de baja

resistencia que obligue el empleo de mayores reas de reparticin.

Transmiten al suelo grandes cargas.

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Zapatas combinadas

Zapata comn a dos o ms columnas alineadas.

Se usa cuando la distancia entre las columnas es reducida o cuando la capacidad portante es baja.

Las dimensiones de las zapatas de las columnas exteriores estn condicionadas por los lmites de propiedad generndose excentricidades en la zapatas. La presin del suelo no es uniforme.

Unir la columna exterior con la interior adyacente para reducir dicha excentricidad, y la reaccin del suelo sea uniforme.

Zapatas conectadas Zapata ms usadas para

reducir excentricidades. Columna interior est alejada

de la columna exterior y las cargas son pequeas.

Consisten en dos zapatas independientes unidas a travs de una viga de cimentacin.

Este elemento busca transmitir el momento generado por la excentricidad de la zapata exterior a la zapata interior.

La viga debe ser rgida para la transferencia y resistir las cargas transmitidas.

Losas de cimentacin Segn Terzaghi y Peck:

Si la sumatoria de las reas de contacto, de las zapatas que se requieren para sostener una estructura, es mayor de la mitad de la superficie cubierta por el edificio, puede resultar posible, cambiar zapatas, disponiendo una platea nica de fundacin. Dicha platea no es ms que una zapata grande y como tal deben satisfacer las exigencias conocidas.

Resulta apropiada cuando la resistencia del terreno sea muy baja o las cargas sean muy altas.

Distribucin de Presiones de contacto

Se conoce que la distribucin de presiones inmediatamente por debajo de la cimentacin depende de la rigidez de la cimentacin, del tipo de suelo y de sus condiciones. Reconociendo que es un problema complejo, para efectos de diseo se hacen simplificaciones

Real para suelos cohesivos

Real para suelos granulares

Distribucin supuesta (simplificacin)

Caso de carga aplicada sin momento

Se sabe que esta suposicin es una simplificacin. Puesto que en suelos cohesivos la distribucin de presiones es cncava ( mayor presin en los bordes) y en suelos granulares es convexa ( mayor presin en el centro).

Si la carga aplicada no tiene excentricidad en relacin al centro de gravedad de la zapata, puede considerar para fines de diseo practico, que la distribucin de presiones es constante y uniforme.

= P/AZ

P

= n = P /Az

Donde:P = Carga Axial Az = Area de Zapata = A x B

Caso de carga aplicada con

momento en una direccin

Cc = Ct = A/2IE.N = B.A3/12

f = M.C/ IE.N = M.(A/2)/B.A3/12f = 6 M/ B. A2 = 6 M/Az.A

Si la carga viene acompaada de un momento, es decir que existe una excentricidad respecto al centro de gravedad de la zapata, generalmente se admite como valida una distribucin lineal de presiones basada en la suposicin que la zapata es rgida y que el suelo tiene un comportamiento elstico.

M . Ct/IE.NM . Cc/IE.N

P/AZ

+

B

A

b

t

A/2 A/2

P

M

Diagrama Trapezoidal = n f = P 6 M

Az Az.A

Sabemos : e = M/P Luego : M = P.e

= P 6 P.eAz Az.A

= P [ 1 6 .e/A ]Az

Por superposicin:

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Caso a : e < A/6

qmin = P [ 1 - 6 .e/A ]Az

qmax = P [ 1 + 6 .e/A ]Az

A

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Caso a : e = A/6

A

A/2 A/2

qmin = P [ 1 - 6 [A/6]/A ] = 0Az

qmax = P [ 1 + 6 [A/6]/A ] = 2 PAz Az

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Caso a : e > A/6

Del grafico : m = A/2 - e

3m

R

Bm

R

qmax

A

A/2 A/2

Fv = 0R = P

B ( qmax . 3m/2 ) = P

qmax = 2 P 3m. B

A) Diseo de Zapatas Aisladas y Centradas sujeta a carga vertical

Espesores Mnimos :

Sin armadura d > 20 cm. Armada sobre suelo d > 15 cm. Armada sobre pilotes d > 30 cm.

Recubrimientos :

En contacto con el terreno 7.5 cm.

A

B bt

m

m

d

A

Planta

ElevacinA = t+2m

B =

b+

2m

A1) Dimensiones en planta (servicio)

( )( )

( ) ( ) ( )

2 2

pz

t

z

P PA AxB

A t m b m+= =

= + +

2z

A = t + 2m ; B = b + 2m

Despe

- b + t + b + t - 4 b

jando :

.t - Am =

4

Calculo Pp:

A2) Dimensiones en altura (rotura)

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Corte por Punzonamiento

Se verifica a la distancia d/2de la cara de la columna. Asumimos d:d = 0.6 a 0.7 m.d = Ld. En compresin.

Verificacin de punzonamiento.

Ao = Area efectiva de punzonamiento

Ao = (b+d).(t+d)

Wu = Presin del suelo

Wu = Pu/(A X B)

bo = Permetro de corte

bo = 2( b +d) + 2 (t +d)

Corte por Punzonamiento

.

1.10.53 . . 1.1 . .

u u u o

c o o

V P W A

V fc b d fc b dc

Debe cumplir: ; =0.85

= = +

Vu . Vc

bt

t+db+

d

Ao

bo

d/2

d/2

Lado Mayorc Lado Menor

c

u

c

tb

V =Cortante actuanteV =Cortante Admisible del concreto

==

Pu

Wu Ao

Corte por Traccin - Diagonal

Se verifica a la distancia d de la cara de la columna.

2 2

.( ).

0.53. . .

o

u o

A B m dVu W A

Vc fc b d ; b = B

Debe cumplir : .

= =

=

Vc Vc

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Diseo por transferencia de esfuerzos

1 1

.

2

0.75

1 2 2 2

1

2 2u 2

u

1 2

1 2

2

u

Esfuerzo de Aplastamiento Actuante (fa)

Esfuerzo de Aplastamiento Admis

A =b.t ; A =b .t

P Pfa=A b t

A Afa =0.85 f'c . ; A A

fa =0.85

Para

f'

ible (fa )

c ;

: A

Caso a) Colocar un pedestal

Caso b) Colocar arranques o bastones

Altura por longitud de desarrollo (en compresin)

Verificacin por Adherencia

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Calculo de Acero ( As)

m

As

Wu

A

Mu

b=B

dAs

Anlisis por Flexin

Distribucin de la armadura

( )

21

st

st

st st

st st

1

A area total de aceroa area de acero para la parte central

a A

AB

La diferencia A -a sera repartidahomogeneamente en las zonas laterales A

==

= + =

(Ast-ast)

ast

(Ast-ast)

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Tipos de Zapatas

Concreto Armado II Ing. Omart Tello Malpartida

Preguntas.?

CURSO CONCRETO ARMADO IICimentaciones SuperficialesCimentaciones SuperficialesTipos de Cimentacin Zapatas aisladasZapatas de muro o cimiento corridoZapatas combinadasZapatas conectadasLosas de cimentacinDistribucin de Presiones de contacto Caso de carga aplicada sin momentoCaso de carga aplicada con momento en una direccin Diagrama TrapezoidalCaso a : e < A/6Caso a : e = A/6Caso a : e > A/6A) Diseo de Zapatas Aisladas y Centradas sujeta a carga verticalA1) Dimensiones en planta (servicio) A2) Dimensiones en altura (rotura) Corte por Punzonamiento Corte por Punzonamiento Corte por Traccin - DiagonalTipos de Zapatas