Diseño de Cimentaciones en Edificaciones

DISEÑO DE CIMENTACIONES DE EDIFICACIONES ING. CARLOS IRALA CANDIOTTI PROFESOR PRINCIPAL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNI

CIMENTACIONES

CIMENTACION • SISTEMA ESTRUCTURAL CUYA FUNCION ES TRANSMITIR O ENTREGAR LAS CARGAS DE LA SUPERESTRUCTURA AL SUELO DE FUNDACION.

TIPOS DE CIMENTACION • SUPERFICIALES • SEMI-PROFUNDAS • PROFUNDAS

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

TIPOS DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES • ZAPATAS AISLADAS • CIMIENTOS CORRIDOS • ZAPATAS COMBINADAS • ZAPATAS CONECTADAS • LOSAS DE CIMENTACION

ZAPATA AISLADA

ZAPATA COMBINADA CIMIENTO CORRIDO

LIMITE DE PROPIEDAD

ZAPATAS COMBINADAS

ZAPATAS CONECTADAS

LOSAS O PLATEAS DE CIMENTACION

ZAPATA AISLADA

ZAPATAS AISLADAS

ZAPATAS AISLADAS

CIMIENTOS CORRIDOS

CIMIENTOS CORRIDOS CON SOBRECIMIENTOS ARMADOS

ZAPATAS COMBINADAS

ZAPATAS CONECTADAS

LOSAS DE CIMENTACION

LOSAS DE CIMENTACION

LOSAS DE CIMENTACION

LOSAS DE CIMENTACION

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

ZAPATAS AISLADAS

TIPOS DE ZAPATAS AISLADAS

PROCEDIMIENTO • DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA DE LA ZAPATA • DIMENSIONAMIENTO DEL PERALTE (PUNZONAMIENTO) • VERIFICACION POR FUERZA CORTANTE • DISEÑO DEL ACERO DE REFUERZO • TRANSFERENCIA DE FUERZAS EN LA BASE DE LA COLUMNA

DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA DE LA ZAPATA

DIMENSIONAMIENTO DEL PERALTE DE LA ZAPATA

EXPRESION BASICA DEL METODO DE DISEÑO POR RESISTENCIA RESIST. DE DISEÑO ≥ RESIST. REQUERIDA

COMBINACIONES DE CARGA CARGA MUERTA (D) Y CARGA VIVA (V) U = 1.4 D + 1.7 L

FACTORES DE REDUCCION DE RESISTENCIA • FLEXION SIN CARGA AXIAL:

ø = 0.90

• FLEXION CON CARGA AXIAL DE TENSION: ø = 0.90 • FLEXION CON CARGA AXIAL DE COMPRESION: CON REFUERZO EN ESPIRAL: ø = 0.75 OTROS ELEMENTOS: ø = 0.70

FACTORES DE REDUCCION DE RESISTENCIA • CORTANTE CON O SIN TORSION: ø = 0.85 • APLASTAMIENTO DEL CONCRETO: ø = 0.70

EXPRESION DE LA RESISTENCIA DE DISEÑO

φ (RESIST. NOMINAL) ≥ RESIST. REQUERIDA

FUERZA CORTANTE NOMINAL PROPORCIONADA POR EL CONCRETO β = lado mayor/lado menor de la columna αs = 40 Columnas interiores αs = 30 Columnas de borde αs = 20 Columnas de esquina

VALORES DE “β“ EN SECCIONES NO RECTANGULARES

PERALTE MINIMO DE ZAPATAS N. T. E. 060 CONCRETO ARMADO • PERALTE MINIMO DE ZAPATAS 0.30 m. PARA ZAPATAS APOYADAS EN EL TERRENO Y 0.40 m. PARA ZAPATAS APOYADAS EN PILOTES • EL PERALTE DE LA ZAPATA SERA COMPATIBLE CON LOS REQUERIMIENTOS DE ANCLAJE DE LAS ARMADURAS DE LAS COLUMNAS, PEDESTALES Y MUROS QUE SE APOYEN EN LA ZAPATA

VERIFICACION POR CORTE

DISEÑO POR FLEXION

DISEÑO DE ELEMENTOS EN FLEXION f'c

0.85 f'c

c = 0.003 Cc

C

a=

C

d

h

c

EJE NEUTRO (d - a/2)

T= As fs

As

T= As fs

s b SECCION TRANSVERSAL VIGA

DIAGRAMA DEFORMACIONES UNITARIAS

DIAGRAMA REAL DE ESFUERZOS

DIAGRAMA DE ESFUERZOS EQUIVALENTES

FIGURA 17 - DIAGRAMA DE DEFORMACIONES, DIAGRAMA DE ESFUERZOS REALES Y EQUIVALENTES

DISEÑO DEL ACERO DE REFUERZO Mu As = φ . f y .(d − a / 2) donde :

a=

As . f y 0.85 f c′.b

CUANTIA MINIMA Y ESPACIAMIENTO MAXIMO DEL REFUERZO EN ZAPATAS • CUANTIA MINIMA: ρmin = 0.0018 • EL CODIGO ACI 318 ESPECIFICA QUE EL MAXIMO ESPACIAMIENTO SERA EL MENOR DE LOS SIGUIENTES VALORES: - 3 VECES EL ESPESOR DE LA ZAPATA - 40 cm

ARMADO TIPICO DE ZAPATA

ESFUERZOS EN EL TERRENO CONSIDERANDO FUERZAS DE SISMO

ZAPATA AISLADA CON FUERZAS DE SISMO

EFECTO DE FLEXION BI-AXIAL EN ZAPATAS

DISTRIBUCION DE ESFUERZOS FLEXION BI-AXIAL

N. T. E. 060 – 2009 CAPITULO 15 ZAPATAS • 15.2.4 SE PODRA CONSIDERAR UN INCREMENTO DEL 30% EN EL VALOR DE LA PRESION ADMISIBLE DEL SUELO PARA LOS ESTADOS DE CARGA DONDE INTERVENGAN CARGAS TEMPORALES, TALES COMO SISMO O VIENTO

CIMIENTOS CORRIDOS

CIMIENTOS CORRIDOS DE MUROS

PROCEDIMIENTO • DIMENSIONAMIENTO DEL ANCHO DEL CIMIENTO CORRIDO • DIMENSIONAMIENTO DEL PERALTE (FUERZA CORTANTE) • DISEÑO DEL ACERO DE REFUERZO

CALCULO DEL ANCHO DEL CIMIENTO

CALCULO DEL PERALTE POR FUERZA CORTANTE

DISEÑO DEL ACERO DE REFUERZO

ARMADO TIPICO DE UN CIMIENTO CORRIDO

ZAPATAS COMBINADAS

LIMITE DE PROPIEDAD

ZAPATAS COMBINADAS

PROCEDIMIENTO • DETERMINACION DE CARGAS ACTUANTES Y RESULTANTE DE CARGA • DETERMINACION DE LA DISTRIBUCION DE PRESIONES EN LA CIMENTACION • CALCULO DEL ANCHO DE LA CIMENTACION • DETERMINACION DEL PERALTE (FLEXION Y CORTE), VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO

PROCEDIMIENTO • DISEÑO DEL REFUERZO EN LA DIRECCION LONGITUDINAL (VIGA) • DISEÑO EN LA DIRECCION TRANSVERSAL EN ZONA DE COLUMNAS (ZAPATA)

MODELO ESTRUCTURAL (RIGIDO)

ARMADO TIPICO DE UNA ZAPATA COMBINADA

ZAPATAS CONECTADAS

ZAPATAS CONECTADAS CON VIGA DE CIMENTACION

PROCEDIMIENTO • DIMENSIONAMIENTO EN PLANTA DE LA ZAPATA EXTERIOR (B = 2T) • DIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA DE CONEXION: (h = L/9) ~ (h = L/7) • DISEÑO DE LA VIGA DE CONEXION (FLEXION Y CORTE) • DISEÑO DE LA ZAPATA EXTERIOR Y VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO Y CORTE • DISEÑO DE LA ZAPATA INTERIOR Y VERIFICACION POR PUNZONAMIENTO Y CORTE

MODELO ESTRUCTURAL

ARMADO TIPICO DE ZAPATAS CONECTADAS

DETALLES DEL REFUERZO

RECUBRIMIENTOS DEL REFUERZO

RECUBRIMIENTOS EL RECUBRIMIENTO DEL CONCRETO EN LAS BARRAS DE REFUERZO TIENE UNA FUNCION MUY IMPORTANTE DE DARLE PROTECCION AL ACERO DE LAS CONDICIONES DEL MEDIO AMBIENTE, DE MANERA QUE NO SE GENERE EL PROCESO DE OXIDACION

RECUBRIMIENTOS MINIMOS (NTE E.060 2009) EL REGLAMENTO ESPECIFICA RECUBRIMIENTOS MINIMOS PARA EL CASO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO Y LOS CLASIFICA EN TRES GRUPOS: - CONCRETO CONSTRUIDO EN SITIO (NO PREESFORZADO) - CONCRETO CONSTRUIDO EN SITIO (PREESFORZADO) - CONCRETO PRE-FABRICADO (FABRICADO EN CONDICIONES DE CONTROL DE PLANTA)

RECUBRIMIENTOS MINIMOS (NTE E.060 2009) - LOS VALORES QUE SE INDICAN SON RECUBRIMIENTOS LIBRES Y SE MIDEN DESDE LA CARA EXTERIOR DE REFUERZOS EN MUROS Y LOSAS Y MEDIDOS DESDE LA CARA DEL ESTRIBO PARA COLUMNAS Y VIGAS

PLANOS DEL PROYECTO

PLANOS DEL PROYECTO EL PROYECTO ESTRUCTURAL DEBE CONTENER TODOS LOS DETALLES, SECCIONES Y CORTES NECESARIOS, DE LA UBICACION DE REFUERZOS, ZONAS DE EMPALMES, REFUERZOS ADICIONALES EN PASES DE TUBERIAS O INSERTOS Y CUALQUIER OTRA INFORMACION QUE SE CONSIDERE NECESARIA

PLANOS DEL PROYECTO • DEBE MOSTRAR UBICACION DE LOS EMPALMES DEL ACERO DE REFUERZO • SE DEBE INDICAR UBICACION Y DETALLES CONSTRUCTIVOS DE JUNTAS • SECUENCIA DE VACIADO DE LAS DIFERENTES SECCIONES DE MUROS O LOSAS

ESPECIFICACIONES TECNICAS DEBE CONTENER COMO MINIMO LA SIGUIENTE INFORMACION: – CALIDAD DE LOS MATERIALES – CONDICIONES DEL SUELO O ESTRATO DE APOYO – RELACION AGUA/CEMENTO MAXIMA, TIPO DE CEMENTO, TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO – RECUBRIMIENTOS, LONGITUDES DE ANCLAJE Y EMPALMES DEL REFUERZO

GRACIAS