Criterios-Diseño Zapata Aislada (Actualizada Oct. 2014)
-
Upload
siulmar-gonzalez -
Category
Documents
-
view
295 -
download
6
description
Transcript of Criterios-Diseño Zapata Aislada (Actualizada Oct. 2014)
INGENIERÍA DE FUNDACIONES
ÍNDICE
TEMA I : FUNDACIONES DIRECTAS.TEMA I : FUNDACIONES DIRECTAS.TEMA I : FUNDACIONES DIRECTAS.TEMA I : FUNDACIONES DIRECTAS.
ZAPATAS AISLADASZAPATAS AISLADASZAPATAS AISLADASZAPATAS AISLADAS
1. HIPÓTESIS FUNDAMENTALES
2. TIPOS DE FUNDACIONES DIRECTAS Y USOS ESPECIFICOS
3. GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)
4. CRITERIOS DE DISEÑO
Prof. Gerlys Velásquez
5. DISEÑO DE ACERO
FUNDACIONES DIRECTAS
1.1.1.1. HIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALES
ESTABLECEESTABLECEESTABLECEESTABLECE QUEQUEQUEQUE LALALALA PRESIÓNPRESIÓNPRESIÓNPRESIÓN DEDEDEDE CONTACTOCONTACTOCONTACTOCONTACTO ENENENEN UNUNUNUN PUNTOPUNTOPUNTOPUNTO
ENTREENTREENTREENTRE ELELELEL SUELOSUELOSUELOSUELO YYYY LALALALA FUNDACIÓN,FUNDACIÓN,FUNDACIÓN,FUNDACIÓN, ESESESES DIRECTAMENTEDIRECTAMENTEDIRECTAMENTEDIRECTAMENTE
PROPORCIONALPROPORCIONALPROPORCIONALPROPORCIONAL ALALALAL ASENTAMIENTOASENTAMIENTOASENTAMIENTOASENTAMIENTO OOOO DEFLEXIÓNDEFLEXIÓNDEFLEXIÓNDEFLEXIÓN DELDELDELDEL PUNTOPUNTOPUNTOPUNTO....
1. 11. 11. 11. 1 HIPÓTESIS DE WINKLER (1867)HIPÓTESIS DE WINKLER (1867)HIPÓTESIS DE WINKLER (1867)HIPÓTESIS DE WINKLER (1867)
Prof. Gerlys Velásquez
1.1.1.1. HIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALESHIPÓTESIS FUNDAMENTALES
1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 HIPÓTESIS DE LA RIGIDEZ INFINITAHIPÓTESIS DE LA RIGIDEZ INFINITAHIPÓTESIS DE LA RIGIDEZ INFINITAHIPÓTESIS DE LA RIGIDEZ INFINITA
ESTABLECEESTABLECEESTABLECEESTABLECE QUEQUEQUEQUE LALALALA RELACIÓNRELACIÓNRELACIÓNRELACIÓN INERCIAINERCIAINERCIAINERCIA ENTREENTREENTREENTRE LONGITUDLONGITUDLONGITUDLONGITUD ESESESES DEDEDEDE
TALTALTALTAL MAGNITUDMAGNITUDMAGNITUDMAGNITUD QUEQUEQUEQUE PUEDEPUEDEPUEDEPUEDE CONSIDERARSECONSIDERARSECONSIDERARSECONSIDERARSE COMOCOMOCOMOCOMO ELEMENTOSELEMENTOSELEMENTOSELEMENTOS
INFINITAMENTEINFINITAMENTEINFINITAMENTEINFINITAMENTE RIGIDOS,RIGIDOS,RIGIDOS,RIGIDOS, CONSIDERANDOCONSIDERANDOCONSIDERANDOCONSIDERANDO QUEQUEQUEQUE SESESESE PUEDEPUEDEPUEDEPUEDE
DESPRECIARDESPRECIARDESPRECIARDESPRECIAR SUSUSUSU DEFORMACIÓNDEFORMACIÓNDEFORMACIÓNDEFORMACIÓN PORPORPORPOR FLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓN....
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
SESESESE CONSIDERACONSIDERACONSIDERACONSIDERA QUEQUEQUEQUE ELELELEL SUELOSUELOSUELOSUELO NONONONO ADMITEADMITEADMITEADMITE TRACCIÓNTRACCIÓNTRACCIÓNTRACCIÓN PORPORPORPOR LOLOLOLO
TANTOTANTOTANTOTANTO ENENENEN AQUELLASAQUELLASAQUELLASAQUELLAS ZONASZONASZONASZONAS DEDEDEDE CONTACTOCONTACTOCONTACTOCONTACTO DONDEDONDEDONDEDONDE SESESESE GENERANGENERANGENERANGENERAN
TRACCIONESTRACCIONESTRACCIONESTRACCIONES LASLASLASLAS FUNDACIONESFUNDACIONESFUNDACIONESFUNDACIONES TENDERANTENDERANTENDERANTENDERAN AAAA SEPARARSESEPARARSESEPARARSESEPARARSE DELDELDELDEL
SUELOSUELOSUELOSUELO....
1. 31. 31. 31. 3 HIPÓTESIS DE INCAPACIDAD DEL SUELO HIPÓTESIS DE INCAPACIDAD DEL SUELO HIPÓTESIS DE INCAPACIDAD DEL SUELO HIPÓTESIS DE INCAPACIDAD DEL SUELO
PARA RESISTIR TRACCIONESPARA RESISTIR TRACCIONESPARA RESISTIR TRACCIONESPARA RESISTIR TRACCIONES
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
2.2.2.2. TIPOS DE FUNDACIONES DIRECTAS Y USOS ESPECIFICOS TIPOS DE FUNDACIONES DIRECTAS Y USOS ESPECIFICOS TIPOS DE FUNDACIONES DIRECTAS Y USOS ESPECIFICOS TIPOS DE FUNDACIONES DIRECTAS Y USOS ESPECIFICOS
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
ConConConCon elelelel análisisanálisisanálisisanálisis dededede lalalala zapatazapatazapatazapata sesesese determinandeterminandeterminandeterminan laslaslaslas dimensionesdimensionesdimensionesdimensiones enenenen plantaplantaplantaplanta
dededede lalalala fundación,fundación,fundación,fundación, asíasíasíasí comocomocomocomo susususu formaformaformaforma.... ElElElEl análisisanálisisanálisisanálisis dependedependedependedepende
principalmenteprincipalmenteprincipalmenteprincipalmente dededede loslosloslos siguientessiguientessiguientessiguientes factoresfactoresfactoresfactores::::
� MagnitudMagnitudMagnitudMagnitud dededede laslaslaslas CargasCargasCargasCargas dededede ServicioServicioServicioServicio quequequeque debedebedebedebe resistirresistirresistirresistir (Q)(Q)(Q)(Q)....
� CalidadCalidadCalidadCalidad deldeldeldel suelosuelosuelosuelo dededede fundaciónfundaciónfundaciónfundación yyyy sussussussus esfuerzosesfuerzosesfuerzosesfuerzos admisiblesadmisiblesadmisiblesadmisibles ((((.... adm))))
� ProfundidadProfundidadProfundidadProfundidad deldeldeldel EstratoEstratoEstratoEstrato enenenen elelelel cualcualcualcual sesesese apoyaapoyaapoyaapoya lalalala basebasebasebase (D(D(D(Df))))....
DEPENDE DEL ESTUDIO DEL
SUELO
FUNDACIONES DIRECTAS
3.3.3.3. GENERALIDADES DE FUNDACIONES GENERALIDADES DE FUNDACIONES GENERALIDADES DE FUNDACIONES GENERALIDADES DE FUNDACIONES
DIRECTAS (ZAPATAS)DIRECTAS (ZAPATAS)DIRECTAS (ZAPATAS)DIRECTAS (ZAPATAS)
Prof. Gerlys Velásquez
DfDfDfDf:::: ProfundidadProfundidadProfundidadProfundidad dededede lalalala CotaCotaCotaCota enenenen elelelel cualcualcualcual sesesese apoyaapoyaapoyaapoya lalalala basebasebasebase ....
DDDDffff //// BBBB ≤≤≤≤ 1111 mmmm
1111 <<<< DDDDffff //// BBBB ≤≤≤≤ 5555 mmmm
DDDDffff //// BBBB >>>> 5555 mmmm
FundaciónFundaciónFundaciónFundación SuperficialSuperficialSuperficialSuperficial
FundaciónFundaciónFundaciónFundación SubSubSubSub----SuperficialSuperficialSuperficialSuperficial óóóó SemiSemiSemiSemi----ProfundasProfundasProfundasProfundas
FundaciónFundaciónFundaciónFundación profundaprofundaprofundaprofunda
FUNDACIONES DIRECTAS
3.3.3.3. GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)
Prof. Gerlys Velásquez
HHHH ≥≥≥≥ 30303030 cmcmcmcm
BBBB ≥≥≥≥ 1111....00000000 mmmm
� DimensionesDimensionesDimensionesDimensiones MínimasMínimasMínimasMínimas dededede unaunaunauna FundaciónFundaciónFundaciónFundación
FUNDACIONES DIRECTAS
SEGÚN CAPITULO 15 NORMA
COVENIN 1753 - 2006
3.3.3.3. GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)
Prof. Gerlys Velásquez
� RecubrimientoRecubrimientoRecubrimientoRecubrimiento enenenen unaunaunauna fundaciónfundaciónfundaciónfundación ((((r))))
HHHH ==== dddd + r
r = 7,5 cm (NORMA)
r = 5 cm (Base P/P)
FUNDACIONES DIRECTAS
3.3.3.3. GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)GENERALIDADES DE FUNDACIONES DIRECTAS (ZAPATAS)
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� CálculoCálculoCálculoCálculo deldeldeldel ÁreaÁreaÁreaÁrea dededede lalalala ZapataZapataZapataZapata EnEnEnEn Planta(A)Planta(A)Planta(A)Planta(A)
El área de apoyo de la base de la
fundación se determina a partir
de las fuerzas sin mayorar
(Carga de Servicio = Ps) y el
esfuerzo permisible sobre el
suelo.
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� FactorFactorFactorFactor deldeldeldel pesopesopesopeso propiopropiopropiopropio dededede lalalala basebasebasebase yyyy rellenorellenorellenorelleno dededede tierratierratierratierra
Factor del peso propio de la base y relleno de tierra
( ) depende de la cota en la cual se apoya la base
de la fundación, esto es:
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� CálculoCálculoCálculoCálculo dededede lalalala alturaalturaalturaaltura dededede lalalala ZapataZapataZapataZapata (H)(H)(H)(H)
El dimensionamiento del
elemento de la fundación
(h) se calcula para que
resista las cargas
mayoradas (Pu) y las
reacciones inducidas. Para
ello se debe Chequear:
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIÓNREVISIÓNREVISIÓNREVISIÓN PORPORPORPOR RIGIDEZRIGIDEZRIGIDEZRIGIDEZ
* SE DEBE CUMPLIR:
H > S
3
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
AREA
RESISTENTE
(Ar)
CORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA QUE SOPORTACORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA QUE SOPORTACORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA QUE SOPORTACORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA QUE SOPORTA
COLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETO
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION DEDEDEDE CORTANTECORTANTECORTANTECORTANTE UNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONAL
FUNDACIONES DIRECTAS
AREA CRITICA (Ac)
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION DEDEDEDE CORTANTECORTANTECORTANTECORTANTE UNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONAL
SE DEBE CUMPLIR: Vu < ØVc
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
De donde:De donde:De donde:De donde:
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION DEDEDEDE CORTANTECORTANTECORTANTECORTANTE UNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONALUNIDIRECCIONAL
SE DEBE CUMPLIR: Vu < ØVc
FUNDACIONES DIRECTAS
CORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA CORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA CORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA CORTANTE UNIDIRECCIONAL EN ZAPATA
QUE SOPORTA COLUMNA METALICAQUE SOPORTA COLUMNA METALICAQUE SOPORTA COLUMNA METALICAQUE SOPORTA COLUMNA METALICA
AREA CRITICA
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� PUNZONADOPUNZONADOPUNZONADOPUNZONADO
FUNDACIONES DIRECTAS
ZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTA
COLUMNA METALICACOLUMNA METALICACOLUMNA METALICACOLUMNA METALICA
ZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTAZAPATA QUE SOPORTA
COLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETOCOLUMNA O PEDESTAL DE CONCRETO
Prof. Gerlys Velásquez
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� PUNZONADOPUNZONADOPUNZONADOPUNZONADO
* SE DEBE CUMPLIR: Vu < ØVc
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
De donde:De donde:De donde:De donde:
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION PORPORPORPOR APLASTAMIENTOAPLASTAMIENTOAPLASTAMIENTOAPLASTAMIENTO
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
LaLaLaLa revisiónrevisiónrevisiónrevisión deldeldeldel aplastamientoaplastamientoaplastamientoaplastamiento consisteconsisteconsisteconsiste enenenen verificarverificarverificarverificar quequequeque laslaslaslas cargascargascargascargas máximasmáximasmáximasmáximas quequequeque
soportansoportansoportansoportan lalalala columnacolumnacolumnacolumna oooo pedestalpedestalpedestalpedestal (Fc(Fc(Fc(Fc1111)))) yyyy lalalala basebasebasebase (Fc(Fc(Fc(Fc2222)))) seanseanseansean mayoresmayoresmayoresmayores quequequeque lalalala cargacargacargacarga límitelímitelímitelímite
dededede lalalala zapatazapatazapatazapata (Pu)(Pu)(Pu)(Pu)....
Se debe Cumplir:Se debe Cumplir:Se debe Cumplir:Se debe Cumplir:
00,21
2 ≤A
A
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION PORPORPORPOR APLASTAMIENTOAPLASTAMIENTOAPLASTAMIENTOAPLASTAMIENTO
SE DEBE VERIFICAR:
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
uc PAcfF ≥×××= 11 '85.0φ
uc PAAAcfF ≥××××= 2112 /'85.0φ
De donde:De donde:De donde:De donde:
A1 = Área de la sección de la columna o pedestal
A2 = Es el área de la base sometida a esfuerzo deaplastamiento con relación de 2:1
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION PORPORPORPOR FLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓN
SE DEBE CUMPLIR:
FUNDACIONES DIRECTAS
SeSeSeSe debedebedebedebe verificarverificarverificarverificar quequequeque elelelel momentomomentomomentomomento límitelímitelímitelímite
(M(M(M(Mu)))) deldeldeldel áreaáreaáreaárea criticacriticacriticacritica aaaa flexiónflexiónflexiónflexión dededede lalalala
zapatazapatazapatazapata seaseaseasea menormenormenormenor quequequeque elelelel MomentoMomentoMomentoMomento dededede
agotamientoagotamientoagotamientoagotamiento dededede lalalala secciónsecciónsecciónsección flexadaflexadaflexadaflexada (M(M(M(Mn))))....
ParaParaParaPara elelelel casocasocasocaso dededede laslaslaslas zapataszapataszapataszapatas
rectangularesrectangularesrectangularesrectangulares sesesese deberádeberádeberádeberá comprobarcomprobarcomprobarcomprobar enenenen
ambasambasambasambas direccionesdireccionesdireccionesdirecciones lolololo antesantesantesantes citadocitadocitadocitado
AREA CRITICA
Prof. Gerlys Velásquez
MnMu ≤
4.4.4.4. CRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑOCRITERIOS DE DISEÑO
� REVISIONREVISIONREVISIONREVISION PORPORPORPOR FLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓNFLEXIÓN
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
2
),(),( 2
aBqMu yxuyx ××=
2),(),( ' dBcfMn yxyx ×××= µ
( )ww 0591−×= φµ
bww 7.0=
bww 5.0=
cf
fyw bb '
×= ρ
+×××=
yy
cb ff
f
63006300'
85.01
βρ
1400
'05,11
cf−=β85.01 =β 165,0 β≤
para secciones simplemente armadas
para zonas sísmicas
Se debe cumplir:
En forma simplificada, los valores de MEn forma simplificada, los valores de MEn forma simplificada, los valores de MEn forma simplificada, los valores de Mu y My My My Mn se obtienen aplicando las siguientes Ecuacionesse obtienen aplicando las siguientes Ecuacionesse obtienen aplicando las siguientes Ecuacionesse obtienen aplicando las siguientes Ecuaciones ::::
2/280' cmkgcf ≤si 2/280' cmkgcf >si
5.5.5.5. DISEÑO DE ACERODISEÑO DE ACERODISEÑO DE ACERODISEÑO DE ACERO
� ACEROACEROACEROACERO ÁREAÁREAÁREAÁREA INFERIORINFERIORINFERIORINFERIOR
FUNDACIONES DIRECTAS
Prof. Gerlys Velásquez
El diseño del acero a tracción (área inferior) para zapatas aisladas debe
calcularse utilizando la siguiente ecuación :
( )( )
djufy
MuAs yx
yx ×××=
φ,
,
AsAs <min ρρ ≤min
dBAs yxyx ××= ),(min),min( ρ
fy
cf '04.0min ×=ρ
dB
As
yx
yxyx ×
=),(
),(),(ρ
=ju
=minAs
=minρ
=ρ
Se debe cumplir:
Brazo mecánico de la sección.
Acero mínimo.
Cuantía geométrica mínima.
Cuantía geométrica de la zapata
wju 59.01−=
y