CIMIENTOS

Los cimientos (en nuestro caso las zapatas) son miembros estructurales que se usan para soportar columnas, muros y transmitir sus cargas al suelo subyacente. El concreto reforzado es un material muy adecuado para las zapatas y se usa así en edificios, en puentes, torres y otras estructuras.

No sólo es deseable transferir las cargas de la superestructura al suelo subyacente en forma tal que no se generen asentamientos excesivos o disparejos y rotaciones, sino que también es necesario proporcionar la suficiente resistencia al deslizamiento y volteo.

Para lograr estos objetivos, es necesario transmitir las cargas soportadas a un suelo de suficiente resistencia y luego repartirlas sobre un área tal que la presión unitaria quede dentro de un intervalo razonable.

TIPOS DE ZAPATAS

a. Zapata corridab. Zapata aisladac. Zapata combinadad. Platea de cimentacióne. Cabezales de pilotes.

PRESIONES DEL SUELO

Generalmente se supone que la presión del suelo contra la zapata es uniforme, pero como se ve en la figura, esta situación no es real para algunos tipos de suelos.

Otro caso es cuando la carga P no esta centrada o existe un momento actuante, entonces se aplica:

Presiones admisibles (qa).

Las presiones permisibles del suelo que se usan para diseñar la cimentación para una estructura particular, se obtienen usando los servicios de un ingeniero especializado en geotecnia.

METODOS DE DISEÑO

Diseño por esfuerzos admisibles

El diseño está basado en esfuerzos admisibles calculados con cargas de servicio o no amplificadas. Para una zapata cargada concéntricamente:

Donde, Ps es la carga actuante no amplificada; qa es el esfuerzo permisible del suelo,y, A es el area de la zapata.

Diseño por estados limites.

El diseño por estados limites está basado en cargas y resistencias factorizadas, dadas por:

Donde: φ es el factor de reducción de resistencia (= 0.5 para resistencia vertical, 0.6 para suelos no cohesivos, 0.8 para suelos cohesivos); Rn es la resistencia del suelo; α es el factor de amplificación de carga (igual que en edificación), y, Ps es la carga actuante.

NOTA: Generalmente, el diseño por esfuerzos permisibles se aplica para calcular el área de la zapata y luego se aplica diseño por resistencia para diseñar el refuerzo.

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Flexion

Corte

Corte en una dirección:

Generalmente λ = 1.0

Corte en dos direcciones:

Vc es el menor de:

Donde β = c2/c1; αs es 40 para columnas en el centro de la zapata, 30 para columnas en el lado de la zapata y 20 para columnas en la esquina de la zapata.

EJEMPLO 1 ZAPATA AISLADA (MC CORMAC)

EJEMPLO 2 ZAPATA COMBINADA (MC CORMAC)

EJEMPLO 3 ZAPATAS CONECTADAS (Harmsen)