UNIVERSIDAD DE HUNUCO

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ZAPATAS Y LOSAS DE CIMENTACIN ANALISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACINALUMNOS : ROJAS SEBASTIN, EstfaniDOCENTE : ING. Jorge Martn Roberto Osorio CURSO : Ingeniera de CimentacionesCICLO : IX

Hunuco Per2015

ZAPATAS Y LOSAS DE CIMETACION DEFINICION DE ZAPATAS: Una zapata (a veces llamada poyo) es un tipo de cimentacin superficial (normalmente aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogneos y de resistencias a compresin medias o altas. Consisten en un ancho prisma de concreto situado bajo los pilares de la estructura.

FUNCION DE LAS ZAPATAS: Es transmitir al terreno las tensiones a que est sometida el resto de la estructura y anclarla. Cuando no es posible emplear zapatas debe recurrirse a cimentacin por pilotaje o losas de cimentacin.

A. TIPOS DE ZAPATAS:Existen varios tipos de zapatas en funcin. Servirn de apoyo a uno o varios pilares o bien sean a muros. Para pilares singulares, se usan zapatas aisladas. Para dos pilares cercanos, zapatas combinadas. Para hileras de pilares o muros, zapatas corridas.

ZAPATAS AISLADAS: Empleadas para pilares aislados en terrenos de buena calidad, cuando la excentricidad de la carga del pilar es pequea o moderada. Esta ltima condicin se cumple mucho mejor en los pilares no perimetrales de un edificio. CARACTERISTICAS: Econmicas < de 30% de rea. Profundidad mnima. Reemplazo. Trabajo independiente. Vulnerable a asentamientos diferenciales.

Las zapatas aisladas segn su relacin entre el canto y el vuelo o largo mximo libre pueden clasificarse en: Zapatas rgidas o poco deformables.Se consideran zapatas rgidas cuando el vuelo mximo medido en cualquiera de las dos direcciones es menor o igual al canto.La Zapata Rgida se suele armar con una carga de hierro de alrededor de 25 a 40kg/m3.En la armadura se utilizan barras de un dimetro mnimo del orden de 12 mm para evitar corrosiones. El recubrimiento mnimo es de 8 cm.

Zapatas flexibles.Son aquellas en que el vuelo en cualquiera de las dos direcciones es mayor que el canto.La Zapata flexible, por sus dimensiones, se encuentra sostenida tanto a esfuerzos de compresin como de traccin. La armadura reparte los esfuerzos de traccin producidos en la zona inferior de la zapata. Aunque la cantidad de armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 kg/m3.

CONCEPTO DE RIGIDEZ ESTRUCTURAL

Y segn el esfuerzo vertical est en el centro geomtrico de la zapata se distingue entre: Zapatas centradas.Las zapatas aisladas centradas van arriostradas con riostras de hormign armado de seccin inferior a la zapata.Pueden ejecutarse de hormign en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).

Zapatas excntricasSon un tipo de Cimentaciones por Zapatas. Son las tambin llamadas Zapatas de Medianera.Es el caso en el cual elpilaro lapared de carga(medianera) que apoya sobre una zapata aisladao continua, est tocando el lmite del predio, y la carga no puede quedar centrada en el cimiento.De hecho, sta quedara fuera de los lmites del solar; entonces, es necesario que el pilar o la pared carguen en un extremo de la zapata.Por ello, a este tipo de zapata se la denominaexcntrica.

ZAPATAS CORRIDAS O CONTINUAS: Se emplea normalmente este tipo de cimentacin para sustentar muros de carga, o pilares alineados relativamente prximos, en terrenos de resistencia baja, media o alta. Las zapatas de lindero conforman la cimentacin perimetral, soportando los pilares o muros excntricamente; la seccin del conjunto muro-zapata tiene forma de |_ para no invadir la propiedad del vecino. Las zapatas interiores sustentan muros y pilares segn su eje y la seccin muro-zapata tiene forma de T invertida _|_; poseen la ventaja de distribuir mejor el peso del conjunto.

Zapatas corridas centrales

Zapatas corridas de colindancia.

C. ZAPATAS COMBINADAS:Cuando dos columnas son cercanas y/o las zapatas aisladas que se quisieron disear se superponen, se recurre a considerar una sola zapata para las dos columnas, recibiendo sta el nombre de Zapata Combinada. Si se tuvieran ms de dos columnas dispuestas en una direccin y se debe considerar una sola zapata para toda la fila de columnas, tambin se tendra una zapata combinada.El comportamiento de la zapata combinada es similar al de una viga apoyada en dos o ms columnas, con dos volados en los extremos y que recibe una presin uniformemente distribuida o variable. La zapata debe ser rgida, para poder considerar que la presin es uniforme o que vara en forma lineal (trapecio o tringulo).

Columnas muy Cercanas entre s: Para esta condicin si se usarn zapatas aisladas, podran traslaparse o bien podran resultar de proporciones poco econmicas.

Es conveniente que el punto de aplicacin de la resultante de las cargas actuantes (R) coincida con el centro de gravedad de la zapata combinada (G) para poder considerar una reaccin uniforme repartida del terreno.

Columna Exterior muy cercana del lmite de propiedad: El punto G fija la longitud de la zapata para una reaccin uniforme repartida del terreno.

En el caso de tener dos lmites que impidan desarrollar la longitud necesaria para reaccin uniforme, entonces la reaccin ser linealmente variable.

D. LOSAS DE CIMETACION: Las losas de cimentacin se podrn emplear cuando el terreno presente baja capacidad de carga y elevada deformabilidad, o bien muestre heterogeneidades que hagan prever asientos totales elevados y, consiguientemente, importantes asientos diferenciales, o cuando el rea cubierta por posibles cimentaciones aisladas o por emparrillados cubra un porcentaje elevado de la superficie de ocupacin en planta del edificio (50%), se podr cimentar por el sistema de losa.Al quedar todos los pilares de la estructura reunidos en una sola cimentacin se podr conseguir una considerable rigidizacin con el fin de disminuir el problema de la heterogeneidad del terreno impidiendo grandes asientos diferenciales.Las losas de cimentacin pueden ser de los siguientes tipos: continua y uniforme, con refuerzos bajo pilares, con pedestales, con seccin en cajn, nervada, aligerada.

La losa recoger los elementos estructurales del edificio y cubrir el rea disponible, dando as lugar a la mnima presin unitaria, pero a la mxima anchura de cimentacin. Especialmente en el caso de suelos compresibles de gran espesor, estas consideraciones pueden dar lugar a asientos considerables a no ser que se planteen compensaciones de cargas.Las losas de cimentacin se utilizarn preferentemente para reducir los asientos diferenciales en terrenos heterogneos, o cuando exista una variabilidad importante de cargas entre apoyos cercanos.El sistema de cimentacin por losa tiende a integrar estas heterogeneidades, aunque a cambio de una distribucin irregular de las presiones sobre el terreno.Tambin podr ser conveniente una solucin mediante losa cuando, aunque el terreno de apoyo sea homogneo y resistente, el edificio contenga stanos y su cota inferior se site por debajo del nivel fretico.En estos casos se debe tener en cuenta los posibles empujes ascensionales del agua sublvea (subpresin) y los requisitos de estanquidad necesarios.Cuando el edificio vaya a disponer de stanos y se vaya a cimentar por medio de losa, es posible que el peso de las tierras excavadas sea semejante al peso total del edificio. En ese caso, la presin unitaria neta que transmitir la losa al terreno ser del mismo orden de magnitud que la presin efectiva preexistente, y los asientos sern probablemente de pequea entidad. Esta situacin particular se denomina cimentacin compensada.La cimentacin compensada de edificios con zonas de diferente altura (y por tanto de peso) podr requerir la disposicin de un nmero variable de stanos distribuidos de forma proporcional al nmero de plantas a construir por encima de la superficie del terreno. En estas circunstancias ser preciso disponer juntas estructurales debidamente tratadas entre las diferentes zonas del edificio, e intentar que el centro de gravedad de las acciones de la estructura en cada zona coincida con el centro de gravedad de las losas, de forma que se reduzca cualquier tendencia al giro. Asimismo ser necesario analizar con detalle los asientos inducidos sobre las construcciones colindantes.

ANALISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIONA. CARGAS A UTILIZARPara la elaboracin de las conclusiones del Estudio de Mecnica de Suelos, y en caso de contar con la informacin de las cargas de la edificacin, se debern considerar:a. Para el clculo del factor de seguridad de cimentaciones: se utilizarn como cargas aplicadas a la cimentacin, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseo estructural de las columnas del nivel ms bajo de la edificacin.b. Para el clculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos granulares: se deber considerar la mxima carga vertical que acte (Carga Muerta ms Carga Viva ms Sismo) utilizada para el diseo de las columnas del nivel ms bajo de la edificacin.c. Para el clculo de asentamientos en suelos cohesivos: se considerar la Carga Muerta ms el 50% de la Carga Viva, sin considerar la reduccin que permite la Norma Tcnica de Edificacin E .020 Cargas.d. Para el clculo de asentamientos, en el caso de edificaciones con stanos en las cuales se emple plateas o losas de cimentacin, se podr descontar de la carga total de la estructura (carga muerta ms sobrecarga ms el peso de losa de cimentacin) el peso del suelo excavado para la construccin de los stanos.

B. ASENTAMIENTO TOLERABLEEn todo Estudio de Mecnica de Suelos se deber indicar el asentamiento tolerable que se ha considerado para la edificacin o estructura motivo del estudio. El Asentamiento Diferencial no debe ocasionar una distorsin angular mayor que la indicada en la Tabla.En el caso de suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el 75% del asentamiento total.

C. CAPACIDAD DE CARGALa capacidad de carga es la presin ltima o de falla por corte del suelo y se determina utilizando las frmulas aceptadas por la mecnica de suelos.En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcillosa), se emplear un ngulo de friccin interna (f) igual a cero.En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se emplear una cohesin (c) igual a cero.

D. FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTELos 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

E. PRESIN ADMISIBLELa determinacin de la Presin Admisible, se efectuar tomando en cuenta los siguientes factores:a) Profundidad de cimentacin.b) Dimensin de los elementos de la cimentacin.c) Caractersticas fsico mecnicas de los suelos ubicados dentro de la zona activa de la cimentacin.d) Ubicacin del Nivel Fretico, considerando su probable variacin durante la vida til de la estructura.e) Probable modificacin de las caractersticas fsico mecnicas de los suelos, como consecuencia de los cambios en el contenido de humedad.f) Asentamiento tolerable de la estructura.La presin admisible ser la menor de la que se obtenga mediante:a) La aplicacin de las ecuaciones de capacidad de carga por corte afectada por el factor de seguridad correspondienteb) La presin que cause el asentamiento admisible.E.A.P. INGENIERA CIVIL INGENIERA DE CIMENTACIONES