CONCRETO ARMADO II

CONCRETO ARMADO II

INDICEI. INTRODUCCION.II. OBJETIVOS.III. MARCO TERICO.3.1. CIMENTACIN.3.1.1. TIPOS DE CIMENTACIN.3.1.2. CIMENTACIONES SUPERFICIALES.3.1.3. CIMENTACIONES SEMI - PROFUNDAS.3.1.4. CIMENTACIONES PROFUNDAS.3.2. CRITERIOS DE DISEO DE CIMENTACION.3.2.1. TIPOS DE CRITERIOS3.2.1.1. ESFUERZO PERMISIBLE TRANSMITIDO.3.2.1.2. FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA FALLA POR CAPAC. PORTANTE.3.2.1.3. MOVIMIENTOS PERMISIBLES.3.2.1.4. RELACIN ENTRE ASENTAMIENTO Y DAO.IV. CIMIENTOS CORRIDOS.4.1. DEFINICIN. 4.2. ANALISIS PARA EL DISEO DE UN CIMIENTO CORRIDO. 4.3. TIPOS DE CIMIENTOS CORRIDOS.4.3.1. DE ACUERDO DEL MATERIAL DE USO (CONCRETO CICLOPEO, CONCRETO SIMPLE Y CONCRETO ARMADO). 4.3.2. SEGN SU UBICACIN DE LOS CIMIENTOS CORRIDOS (CNTRICOS, EX CNTRICOS).

I. INTRODUCCION.La ingeniera de cimentaciones puede definirse como el arte de transmitir de manera econmica cargas estructurales al terreno, de forma que no se produzcan asentamientos excesivos. Cuando se disean cimentaciones ya sean estas superficiales o profundas hay que tener en cuenta lo siguiente: tipo de suelo(cohesivo, granular, granular con finos, de alta o baja plasticidad), variacin de estratos, consistencia (blanda, media, dura), las propiedades fsicas y mecnicas (cohesin, ngulo de friccin interna, ndice de compresin, mdulo de elasticidad, coeficiente de balasto), ubicacin del nivel fretico, supresin de agua, empuje de agua sobre la subestructura y superestructura, socavacin, erosin elica e hidrulica, empuje, expansin y licuacin del suelo, profundidad de cimentacin, capacidad portante por resistencia, capacidad portante por asentamiento mximo permisible, esfuerzo neto, asentamientos diferenciales, totales y rotaciones, agentes agresivos (sales, cloruros, sulfatos), fuerza expansiva del suelo, estabilidad del talud de la excavacin, procedimiento de construccin, especificaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones, ACI, Eurocdigo, efecto de fenmenos naturales como inundaciones, sismos, Peligro de derrumbes y daos, que va a representar la excavacin de la cimentacin propuesta.En resumen el diseo de cimentaciones de estructuras tales como edificios, puentes y presas, requiere el conocimiento de factores como: La carga que ser trasmitida por la superestructura a la cimentacin; los requisitos del reglamento local de construccin; el comportamiento esfuerzo-deformacin de los suelos que soportarn el sistema, y las condiciones geolgicas del sueloPara un ingeniero de cimentaciones, los dos ltimos factores son sumamente importantes ya que tienen que ver con la mecnica de suelos.Como ya se dijo las propiedades geotcnicas del suelo, como la distribucin del tamao del grano, la plasticidad, la compresibilidad y la resistencia por cortante, pueden ser determinadas mediante apropiadas pruebas de laboratorio. Recientemente, se ha puesto nfasis en la determinacin in situ de las propiedades de resistencia y deformacin del suelo, debido a que as se evita la perturbacin de las muestras durante la exploracin de campo. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, no todos los parmetros necesarios pueden ser determinados o no por motivos econmicos o de otra ndole. En tales casos, el ingeniero debe hacer ciertas hiptesis respecto a las propiedades del suelo. Para estimar la exactitud de los parmetros del suelo (determinados en el laboratorio y en el campo o bien supuestos), el ingeniero debe tener un buen conocimiento de los principios bsicos de la mecnica de suelos.

II. OBJETIVOS.

1 Conocer conceptos bsicos sobre cimentaciones.2 Conocer los alcances bsicos de la Norma E.050.3 Identificar las patologas ms conocidas en cimentaciones.

III. MARCO TERICO.

3.1. CIMENTACIN.Se denomina cimentacin al conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edificacin o elementos apoyados a este al suelo distribuyndolas de forma que no superen su presin admisible ni produzcan concentraciones de cargas diferenciales. Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a travs de la cimentacin, se producen inevitablemente deformaciones (fundamentalmente asentamientos). El arte de cimentar consiste en obtener, a partir de las caractersticas tanto del terreno como de la estructura, las condiciones ms favorables de apoyo, de manera que los sentamientos no resulten perjudiciales.La ingeniera de cimentaciones puede definirse como el arte de transmitir de manera eficiente, eficaz y econmica cargas estructurales al terreno, de forma que no se produzcan asentamientos excesivos.

3.1.1 DATOS NECESARIOS (Estudio de Mecnica de Suelos).

Ensayos de laboratorio que establece la norma E-050:

3.1.2 SOBRE LA EXPLORACIN DEL SUELO (PROGRAMA DE INVESTIGACIN DE CAMPO)

Segn la norma E050, para los fines de la determinacin del Programa de Investigacin Mnimo (PIM) del EMS, las edificaciones sern calificadas, segn la Tabla 1, donde A, B y C designan la importancia relativa de la estructura desde el punto de vista de la investigacin de suelos necesaria para cada tipo de edificacin, siendo el A ms exigente que el B y ste que el C.

Un programa de investigacin de campo y laboratorio se define mediante:

a) Condiciones de frontera: Tienen como objetivo la comprobacin de las caractersticas del suelo, supuestamente iguales a las de los terrenos colindantes ya edificados bajo la siguiente condiciones: No existen en los terrenos colindantes grandes irregularidades como afloramientos rocosos, fallas, ruinas arqueolgicas, estratos errticos, rellenos o cavidades. No existen edificaciones situadas a menos de 100 metros del terreno a edificar que presenten anomalas como grietas o desplomes originados por el terreno de cimentacin. El tipo de edificacin (Tabla 1) a cimentar es de la misma o de menor exigencia que las edificaciones situadas a menos de 100 metros. El nmero de plantas del edificio a cimentar (incluidos los stanos), la modulacin media entre apoyos y las cargas en stos son iguales o inferiores que las correspondientes a las edificaciones situadas a menos de 100 metros. Las cimentaciones de los edificios situados a menos de 100 metros y la prevista para el edificio a cimentar son de tipo superficial. La cimentacin prevista para el edificio en estudio no profundiza respecto de las contiguas ms de 1,5 metros.

b) Nmero n de Puntos de Investigacin.La norma E-050 determina el nmero de puntos de investigacin a travs de la siguiente tabla:

c) Profundidad p a alcanzar en cada punto.

Cimentacin superficial:Donde, z= 1.5*B; B= ancho de la cimentacin prevista de mayor rea.Profundidad mnima de exploracin 3m

Cimentacin profunda:Mnimo 5m y de 15m si existen antecedentes de licuacinZ= 6m en el 80% de los sondeos, y 1.5*B en lo restante, B= rea delimitada por los puntos de todos los pilotes

d) Distribucin de los puntos en la superficie del terreno.Se distribuirn adecuadamente, teniendo en cuenta las caractersticas y dimensiones del terreno as como la ubicacin de las estructuras previstas cuando stas estn definidas.

e) Nmero y tipo de muestras a extraer.Cuando el plano de apoyo de la cimentacin prevista no sea roca, se tomar en cada sondaje una muestra tipo Mab por estrato, o al menos una cada 2 metros de profundidad hasta el plano de apoyo de la cimentacin prevista Df y a partir de ste una muestra tipo Mib o Mit cada metro, hasta alcanzar la profundidad p, tomndose la primera muestra en el propio plano de la cimentacin. Cuando no sea posible obtener una muestra tipo Mib o Mit, sta se sustituir por un ensayo in situ y una muestra tipo Mab.

3.1.3 SOBRE LA PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN.Deber cumplir tres requisitos fundamentales:a) El nivel de la cimentacin deber estar a una profundidad tal que se encuentre libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo, capa fretica, excavaciones posteriores, etc.b) Tendr unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad portante del suelo.c) No deber producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la estructura.

Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas expansivas, varan mucho de volumen segn su contenido de humedad. Dichos suelos debern evitarse o recurrir a unas cimentaciones ms profundas que apoyen en terrenos ms estables.Otras veces, sin llegar al caso anterior, las alternancias de estaciones secas y hmedas o la proximidad de rboles caducifolios con riego o la rotura de conducciones de agua generan hinchamiento del suelo que puede producir el fallo de la estructura.Por ello conviene alejar la cimentacin de todas las causas citadas como medida de precaucin.

Tambin es importante la existencia de cimentaciones colindantes. Debern estar, si es posible, a la misma profundidad. En el caso de tener que profundizar ms debern tomarse las precauciones necesarias y tener el mnimo tiempo posible descubierta la excavacin para producir la menor variacin en el contenido de humedad del suelo.Siempre es preferible alejar lo ms posible las cimentaciones de construcciones contiguas.

Diversos autores tienen consideraciones diferentes respecto a la profundidad mnima de cimentacin (Df), entre ellas tenemos:

Manuel Delgado Vargas, en su libro Ingeniera de Cimentaciones, afirma que se requiere cierta profundidad de cimentacin, para evitar la socavacin del suelo por debajo del cimiento superficial, siendo sta de 0.50 m.

Para el ATM, Army Technical Manual (Manual tcnico del ejrcito de EEUU.) y el AFM, Air Force Manual, la profundidad de cimentacin debe ser de 1.20m, para considerar el cambio de volumen del suelo, debido al efecto del hielo y deshielo.

En las Normas Peruanas de Estructuras (E050) (CAP4 -4.2), se especifica que debe ser de 0.80 m, y si se usa albailera portante con losa de concreto armada en dos sentidos, y viga perimetral que sea de 0.40 m.

Carlos Crespo Villalaz da una ecuacin para determinar la profundidad de cimentacin Df, en funcin del ndice plstico (IP):

Donde: Df est en metros, es el peso especfico de masa en ton/m3, e IP en porcentaje.

3.2 3.2.1 TIPOS DE CIMENTACIN.La eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de: las caractersticas mecnicas del terreno, como su cohesin su ngulo de rozamiento interno, asentamiento, expansibilidad EXPANSIBILIDAD DEL SUELO: Para eso hay que realizar el ensayo de expansin libre o el ensayo de presin de expansin, para determinar la fuerza expansiva. Los investigadores Holtz y Gibbs en su libro: propiedades de ingeniera de las arcillas expansivas, clasifica el potencial de expansin segn el valor del ndice plstico.

ASENTAMIENTOS: las edificaciones se agrietan debido a los asentamientos del suelo y las cimentaciones. Hay que realizar el ensayo de consolidacin, Con El Mtodo de Schmertmann se determina la Curva de Campo, a partir de la Curva de Consolidacin del laboratorio.

De acuerdo a la norma tcnica peruana:

En el caso de suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el 75% del asentamiento total.De acuerdo al libro elementos de construccin Universidad de Castilla- La Mancha):

CAPACIDAD PORTANTE: Paras determinar la capacidad portante, comnmente se utiliza la teora de Terzaghi, que requiere del ensayo de corte directo. Tambin se usa el equipo de Penetracin Estndar (SPT), sus valores definen en gran medida el tipo de cimentacin a usar, y el nmero de pisos de la edificacin, porque cada piso adicional representa carga adicional.

posicin del nivel fretico; Importa para efectuar la evaluacin sobre el posible efecto de licuacin de las arenas ante efecto ssmico, o su variacin por riego de terrenos aledaos o por lluvia o inundacin, que hace reaccionar las arcillas expansivas. Si es que se va a construir un stano y el nivel fretico afecta la edificacin, usar platea y muros de contencin, construir debajo o alrededor un sistema de drenaje, adems colocar water-stop en la unin platea-muro de contencin, usar aditivos impermeabilizantes en el concreto. La colocacin de las varillas y soportes de ellas Factor de seguridad. Segn E050; Los factores de seguridad mnimos que debern tener las cimentaciones son los siguientes:a) Para cargas estticas: 3.0b) Para solicitacin mxima de sismo o viento (la que sea ms desfavorable): 2.5 magnitud de las cargas existentes. Segn A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentacin.

3.1.1.1. CIMENTACIONES SUPERFICIALES.Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener ste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.

Segn la Norma tcnica E-050 se define como: Son aquellas en las cuales la relacin Profundidad / ancho (Df / B) es menor o igual a cinco (5), siendo Df la profundidad de la cimentacin y B el ancho o dimetro de la misma. Segn NTE- UNE 103-801-94: Cuando el nivel de cimentacin es inferior a cuatro veces la dimensin menor del cimiento. Es llamado cimentacin directasuperficialZ/B