INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
Por petici ó ón especial de los organizadores de este TERCER ENCUENTRO y con la colaboraci ó computacional ón conceptual y computacional de Luis Enrique Garc í ía, a , se present ó ó la explicaci ó ón pormenorizada del cap í ítulo t ulo de cimentaciones de los REQUISITOS ESENCIALES para EDIFICACIONES EN CONCRETO REFORZADO, documento elaborado con los auspicios de AIS (Asociaci ó ón de Ingenier í ía S í ísmica) s mica) y ACI ( American Concrete American ). American Concrete Association Los REQUISITOS ESENCIALES pretenden cubrir el dise ñ ño de edificaciones de baja altura, con la utilizaci ó ón de modelos simplificados de amplia aceptaci ó ón, n, con el uso de materiales de resistencia media o m í ínima n ima y brindar una explicaci ó ón de los m é exploraci ó n geot é étodos t odos de exploraci ó écnica cnica para definir una capacidad portante admisible compatible con las cargas de estas edificaciones no sofisticadas. Se recogen para la presentaci ó presentaci ó n de las memorias del encuentro, las figuras y las ideas b á sirvieron para ásicas s icas que sirvieron para la explicaci ó ón de viva voz que se efectu ó ó ante los asistentes al evento tradicionalmente organizado por la Escuela Colombiana de Ingenier Ingenier í ía. a.
Acuerdo de Cooperación Internacional
Requisitos Esenciales para Edificaciones de Concreto Reforzado Ing. Augusto Espinosa Areas Ltda. Areas Ltda. Ingenieros Consultores
La publicación de los Requisitos esenciales para edificaciones de concreto reforzado es reforzado es el resultado de un acuerdo de cooperación entre el American Concrete Institute y dos instituciones colombianas: el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación y la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica.
Motivación Motivación El presente documento fue motivado por la cr í ítica t ica mundial al grado innecesario de sofisticaci ó ón de las normas actuales de dise ñ ño de concreto reforzado para su uso en peque ñ ñas as estructuras comunes de á rea rea reducida.
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Alcance Alcance
Propósito Propósito Estructuras de baja altura Se utilizan reconocidos modelos simplificados de resistencia y de dimensiones m í ínimas. nimas. Materiales y construcci ó ón est á án orientados al uso de aceros de grados de resistencia m í ínima nima y concretos de resistencia media. El documento es aut ó ónomo; nomo; por ello incluye cargas y procesos simplificados de an á an á lisis lisis as í como í como los requisitos de exploraci ó exploraci ó n geot é écnica cnica para la definici ó definici ó n de la capacidad portante del terreno.
El prop ó ósito s ito de el documento es dise ñ ñar a r y construir edificaciones de concreto reforzado para edificios de baja altura, de ocupaci ó ón, n , n ú úmero m ero de pisos y á rea rea limitados.
Contenido Contenido
Propósito Propósito
INTRODUCCI Ó ÓN N 1) REQUISITOS GENERALES 2) DEFINICIONES Y NOMENCLATURA 3) DISPOSICI Ó ÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL 4) CARGA 5) REQUISITOS GENERALES DEL CONCRETO REFORZADO 6) SISTEMAS DE PISO 7) LOSAS MACIZAS SOBRE VIGAS MAESTRAS, VIGAS, VIGUETAS O MUROS DE CONCRETO REFORZADO
La resistencia s í ísmica smica se basa en el empleo de muros estructurales de concreto (muros de corte). Cumplimiento autom á ático tico con los C ó ódigos. digos. M ú últiples l tiples tablas y diagramas. Los requisitos se presentan en el orden que se necesitan a medida que se avanza en el dise ñ ño. o .
¡Todo en un s ó ólo lo documento!
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… … Contenido Contenido 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17)
VIGAS MAESTRAS, VIGAS Y VIGUETAS SISTEMAS LOSA- LOSA- COLUMNA COLUMNA COLUMNAS RESISTENCIA ANTE FUERZAS LATERALES MUROS DE CONCRETO REFORZADO OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES CIMENTACIONES PLANOS Y ESPECIFICACIONES CONSTRUCCI Ó ÓN N NORMAS Y DOCUMENTOS REFERENCIADOS
Acuerdo de Cooperación Internacional
Requisitos Esenciales para Edificaciones de Concreto Reforzado
Capí tulo tulo 14 Cimentaciones -
Augusto Espinosa Silva Ingeniero Civil Universidad Nacional, Bogot á Bogot á MSc University of Illinois at Urbana University of Illinois at Urbana - -Champaign C hampaign Socio fundador Areas Ltda., Ingenieros Consultores, Consultores, Bogot Bogot á á , Colombia Areas Ltda., Ingenieros
14.1.3 14.1.3 -- Estudio Estudio de de suelos suelos
CAPÍTULO CAPÍTULO 14 14 — — CIMENTACIONES CIMENTACIONES
Localizació Localización Topograf ía local Estratigrafí Estratigrafía Nivel freá freático Nivel de la superficie Condiciones locales que requieren consideraciones especiales tales como: resistencia de los suelos, compresibilidad, potencial de expansi ón, comentarios sobre colapsibilidad, colapsibilidad, potencial de licuaci ón e historia local del comportamiento de construcciones t ípicas.
14.1 EXPLORACIÓ EXPLORACIÓN DE LOS SUELOS 14.2 ESFUERZOS ADMISIBLES NO MAYORADOS EN EL SUELO 14.3 CRITERIO DE ASENTAMIENTOS 14.4 DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DE LA CIMENTACIÓ CIMENTACIÓN 14.5 ZAPATAS AISLADAS 14.6 ZAPATAS DE MUROS 14.7 ZAPATAS COMBINADAS 14.8 PILOTES Y CAISSONS 14.9 ZAPATAS SOBRE PILOTES 14.10 LOSAS DE CIMENTACIÓ CIMENTACIÓN 14.11 MUROS DE CONTENCIÓ CONTENCIÓN 14.12 VIGAS DE CIMENTACIÓ CIMENTACIÓN 14.13 LOSAS SOBRE EL TERRENO TERRENO
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Capacidad Capacidad portante portante
Capacidad Capacidad portante portante Suelos cohesivos
Suelos granulares
De compresi ó ón inconfinada en kN/m 2
De ensayo de penetraci ó ón est á ándar n dar (SPT) en kN/m 2
qa
=
=
≈
qu
=
2 su ⋅
De ensayo de penetraci ó ón est á ándar n dar (SPT) en kN/m 2
11 N ⋅
qa
De ensayo de penetraci ó ón de cono (CPT) en kN/m 2
qa
qa
=
12.5 N ⋅
De ensayo de penetraci ó ón de cono (CPT) en kN/m 2
0.027 qc ⋅
qa
=
qc 12
14.514.5- ZAPATAS ZAPATAS AISLADAS AISLADAS
Capacidad Capacidad portante portante promedio promedio
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14.5.3 14.5.3 -- Requisitos Requisitos dimensionales dimensionales
…14.5…14.5- ZAPATAS ZAPATAS AISLADAS AISLADAS
14.5.3.1 — 14.5.3.1 — Forma en planta. planta. Las zapatas aisladas deben ser cuadradas o rectangulares en planta. 14.5.3.2 — 14.5.3.2 — Simetrí Simetría – El muro o la columna sobre una zapata aislada debe estar ubicada sobre el centroide del área de la zapata. Este requisito puede ignorarse si los momentos iinducidos nducidos y los esfuerzos esfuerzos adicionales en el suelo cumplen llas as restricciones impuestas en 14.5.7. 14.5.3.3 — 14.5.3.3 — Profundidad mí mínima del suelo portante. portante. La distancia vertical mí mínima desde la superficie hasta el fondo de la zapata (interfase suelosuelo-zapata) debe ser 1 m. 14.5.3.4 — dimensió ón en planta 14.5.3.4 — Área mí mínima de la zapata. zapata. La menor dimensi planta debe ser 1 m. 14.5.3.5 — 14.5.3.5 — Espesor mí mínimo de la zapata. zapata. La altura de la zapata por encima del refuerzo inferior no debe ser menor de 150 mm.
14.5.4 14.5.4 -- Detalles Detalles del del refuerzo refuerzo
14.5.4.11 Detalles para para la la transferencia transferencia de de 14.5.4.11 - - Detalles fuerzas de la columna o muro a la zapata fuerzas de la columna o muro a la zapata El esfuerzo de contacto en el concreto no debe exceder la resistencia resistencia al aplastamiento del concreto dada en 5.14 en c ada una de las superficies. El refuerzo entre la columna y la zapata debe ser adecuado para transmitir todas las fuerzas de compresió compresión que excedan la resistencia al aplastamiento del concreto de cada elemento. El refuerzo longitudinal de la columna debe terminar en un gancho gancho está estándar y debe ser capaz de desarrollar la distancia de anclaje de 5.8.3. El refuerzo vertical del muro debe tener la longitud embebida embebida de 5.8.1. Si se esperan levantamiento de la zapata toda la tensió tensión debe transmitirse a travé través de la interfase por refuerzo vertical únicamente. Si se emplea un pedestal, el refuerzo vertical (incluyendo el refuerzo refuerzo de la columna) en el pedestal no debe ser menor de 0.005 0.005 veces veces eel área bruta de concreto y debe tener estribos de acuerdo con 10.4.3.2.
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14.5.5.7 14.5.5.7 -- Resistencia Resistencia requerida requerida por por cortante cortante simple simple
14.5.6.1 14.5.6.1 -- Secciones Secciones críticas críticas por por resistencia resistencia aa flexión flexión ..
14.5.6.2 14.5.6.2 -- Resistencia Resistencia requerida requerida aa flexión flexión ..
14.5.7.3 14.5.7.3 -- Verificación Verificación del del levantamiento levantamiento
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14.6.2.2 14.6.2.2 -- Cortante Cortante simple simple
14.6 14.6 -- ZAPATAS ZAPATAS DE DE MUROS MUROS
Mu P u
bw w
b
H
h B
…14.6 …14.6 -- ZAPATAS ZAPATAS DE DE MUROS MUROS
14.7 14.7 -- ZAPATAS ZAPATAS COMBINADAS COMBINADAS
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14.7.2.1 14.7.2.1 -- Reacción Reacción yy dimensiones dimensiones generales generales ..
14.7.2.3 14.7.2.3 -- Diseño Diseño de de la la viga viga
14.11.6 14.11.6 -- Presión Presión lateral lateral mínima mínima de de suelos suelos
14.11.7 14.11.7 -- Presión Presión lateral lateral en en el el muro muro de de contención contención 14.11.7.1 — Muros de contención sin restricción lateral en su extremo superior.
14.11.7.2 — Muros de contención restringidos lateralmente en su extremo superior.
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14.11.8 14.11.8 -- Tipos Tipos de de muros muros de de contención contención
14.11.12 14.11.12 -- Requisitos Requisitos por por flexión flexión
14.12 14.12 -- VIGAS VIGAS DE DE CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN
14.12.1.2 14.12.1.2 -- Función Función Permiten la redistribució redistribución de las cargas en las zapatas reduciendo la posibilidad de asentamientos diferenciales y haciendo as í más uniforme el asentamiento global de la estructura. Sirven como ví vínculo entre zapatas combinadas (14,7) lo que les permite absorber el momento causado por zapatas exc éntricas o los momentos transmitidos por la columna a la zapata. Ayudan en la transmisió transmisión de los esfuerzos del suelo debidos a los momentos en los muros. En zonas ssíísmicas conforman un diafragma al nivel de la cimentació cimentación inhibiendo los movimientos horizontales diferenciales entre columnas columnas y muros.
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