Proyecto de Fundaciones

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE FACULTAD DE TECNOLOGIA CARRERA INGENIERIA CIVIL

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DISENO DE FUNDACION DE UN EDIFICIO

I BASE TEORICA:

1. Introducción.La cimentación es la parte de la estructura que permite la transmisión de las cargas que actúan, hacia el suelo o hacia roca subyacente. Cuando los suelos reciben las cargas de la estructura, se comprimen en mayor o en menos grado, y producen asentamientos de los diferentes elementos de la cimentación y por consiguiente de toda la estructura. Durante el diseño se deben controlar tanto los asentamientos absolutos como los asentamientos diferenciales. La estructura de unión entre una edificación y su terreno de apoyo es lo que se denomina cimentación. Estas, por sus mismas características, utilizan preferiblemente el hormigón armado como material de fabricación.

En la práctica el ingeniero realiza una primera estimación del tipo de cimentación Dividiendo el peso de la edificación entre el área en planta de la estructura. Si esta Relación da menor al 25% de la capacidad portante del terreno, a la profundidad que va a Cimentar, se puede concluir que la zapata superficial es una solución razonable para la Estructura. Si por el contrario esta FUNDACIONES

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relación es mayor al 50% de la resistencia del terreno Es probable que se requiera cimentar sobre un estrato más profundo, utilizar una losa de Cimentación, pilas o pilotes. De todas formas la elección debe considerar aspectos Económicos y técnicos para lograr la mejor alternativa. La determinación no solo de la capacidad portante sino de las características particulares de comportamiento mecánico del terreno, los asentamientos esperados y la forma como

se deben manejar las excavaciones, llenos y

aguas freáticas es un problema que lo debe Resolver el estudio geotécnico del sitio. En principio es importante considerar que el Suelo no es homogéneo y más aún está lejos de serlo. Por lo general se deben realizar Varias perforaciones y extracciones de muestras para estudios de laboratorio, en algunos Casos se prefieren ensayos en el sitio para determinar las propiedades sobre el terreno Natural. En este último caso el ensayo de placa para determinar el módulo de su rasante, De Westergard o modulo edómetro es el más recomendado. Los resultados de estos Estudios son importantes para el dimensionamiento y refuerzo de la estructura de cimentación. En el caso de estudios preliminares se puede dimensionar la cimentación utilizando valores aproximados de la capacidad portante del terreno de acuerdo a tablas genéricas dadas por algunos estudios, en la tabla 12.1 se indica un ejemplo típico. Sin embargo se debe aclarar que estos resultados son aproximados y no se pueden tomar como datos para el diseño definitivo de un determinado proyecto.

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31 1.2. 1.3.

MARCO TEORICO El suelo de cimentación

El suelo constituye el material de ingeniería más heterogéneo y más impredecible en su comportamiento, es por ello que los coeficientes de seguridad que suelen utilizarse son al menos de 3 con relación a la resistencia. La presencia de diferentes tipos de suelos y de distintos tipos de estructuras da lugar a la existencia de distintos tipos de cimentaciones. 1.3.2

Zapatas

Las zapatas pueden ser de hormigón en masa o armado con planta cuadrada o rectangular como cimentación de soportes verticales pertenecientes a estructuras de edificación, sobre suelos homogéneos de estratigrafía sensiblemente horizontal. Las zapatas aisladas para la cimentación de cada soporte en general serán centradas con el mismo, salvo las situadas en linderos y medianerías, serán de hormigón armado para firmes superficiales o en masa para firmes algo más profundos. De planta cuadrada como opción general de planta rectangular, cuando las cuadradas equivalentes queden muy próximas, o para regularizar los vuelos en los casos de soportes muy alargados o de pantallas. Como nota importante hay que decir que se independizaran las cimentaciones y

las

estructuras

que

estén

situados

en

terrenos

que

presenten

discontinuidades o cambios sustanciales de su naturaleza, de forma que las distintas partes de edificio queden cimentadas en terrenos homogéneos. Por lo que el plano de apoyo de la cimentación será horizontal o ligeramente escalonado suavizando los desniveles bruscos de la edificación. La profundidad del plano de apoyo o elección del firme , se fijara en función de las determinaciones del informe geotécnico , teniendo en cuenta que el terreno FUNDACIONES



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que queda por debajo de la cimentación no quede alterado , como ya he dicho antes , para la cimentación , o mejor dicho , para saber qué tipo de cimentación hemos de utilizar , tenemos que saber el tipo de terreno con el que nos vamos a encontrar ( informe geotécnico ). 1.3.3. Tipos de cimentación Dependiendo de la ubicación y de las características de los estratos resistentes de suelos, las cimentaciones se clasifican en cimentaciones superficiales y cimentaciones profundas. Entre las cimentaciones superficiales destacan las zapatas aisladas, las zapatas corridas, las zapatas combinadas, las vigas de cimentaciones y las losas de cimentación. Entre las cimentaciones profundas se suelen utilizar los pilotes prefabricados hincados, los pilotes fundidos. •

Zapatas aisladas

Se los utiliza como soporte de una sola columna, o de varias columnas cercanas en cuyo caso sirve de elemento integrador. Pueden utilizar una zapata de hormigón armado, o un macizo de hormigón ciclópeo. Las zapatas de hormigón armado deberían tener al menos 40 cm de peralte en edificaciones de varios pisos, para asegurar una mínima rigidez a la flexión. Se pueden admitir espesores inferiores en el caso de estructuras livianas no superiores a dos pisos como viviendas unifamiliares con entramados de luces pequeñas, como pasos cubiertos, etc.

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Zapatas corridas

Se las utiliza para cimentar muros o elementos longitudinales continuos de distintos materiales como hormigón o mampostería.

• Zapatas combinadas Se las suele usar para integrar el funcionamiento de una zapata inestable o ineficiente por sí sola, con otra zapata estable o eficiente, mediante una viga de rigidez.

• Vigas de Cimentación

Se las emplea en suelos poco resistentes, para integrar linealmente la cimentación de varias columnas. Cuando se integran las columnas superficialmente mediante vigas de cimentación en dos direcciones, se forma una malla de cimentación.

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•

Losas de Cimentación

Se emplean en suelos poco resistentes, para integrar superficialmente la cimentación de varias columnas. Cuando al diseñar la cimentación mediante zapatas aisladas, la superficie de cimentación supera el 25% del area total, es recomendable utilizar losas de cimentación.

•

Pilotes

Se los emplea cuando los estratos resistentes de suelo son muy profundos. El hincado de pilotes permite que se alcancen esos estratos resistentes. Pueden ir acoplados a zapatas o losas de cimentación. Se utilizan varios pilotes para sustentar a cada unidad de cimentación.

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II ANTECEDENTES DE LA ESTRUCTURA: 2.1. CRITERIOS DE DISEÑO Preferentemente se emplearán zapatas aisladas para cimentar soportes, éstos se dispondrán centrados excepto en las zapatas de medianería y esquina. Las dimensiones en planta de la zapata se obtienen del cálculo de la estabilidad del elemento de cimentación (comprobación a hundimiento y asientos del terreno, estabilidad a vuelco y estabilidad a deslizamiento), mientras que el canto es un criterio del cálculo estructural (dimensionamiento de la zapata como elemento de hormigón armado). Se recomienda que el canto total h no sea inferior a 0,30 m, salvo casos excepcionales. Las zapatas de medianería y esquina se proyectan preferentemente con viga centradora. Se emplean zapatas combinadas cuando los soportes están muy próximos y las zapatas aisladas, incluso rectangulares, son inviables por interferir entre sí. El plano de apoyo de la cimentación debe ser horizontal o ligeramente escalonado, suavizando los desniveles bruscos de la construcción. Es conveniente que las instalaciones queden por encima del plano de cimentación, no intersecando con zapatas o vigas centradoras. A partir del Estudio Geotécnico se obtiene la profundidad a la que el terreno alcanza la resistencia adecuada para cimentar. Se debe tener en cuenta que el terreno situado por debajo de la cimentación no debe verse afectado por las alteraciones del nivel freático.

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2.2. OBJETIVOS Y ALCANCE •

El proyecto tiene como objetivo principal realizar el diseño de la cimentación

del edificio multifamiliar. •

Además de los cálculos el diseño que se propone, se incluye los planos y

un pliego de especificaciones en el que se encuentra el proceso constructivo que se seguirá para la construcción de la subestructura del edificio. 2.3. LOCALIZACION La edificación se encuentra en el distrito 2 zona del mercado campesino calle Modesto Omiste # 62

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2.4. DESCRIPCION DE LA SUBESTRUCTURA El edificio tiene un área total de aproximadamente 138.00 m2. La estructura cuenta con 6 niveles cada uno con una losa maciza, la estructura cuenta con escaleras, el último nivel es una azotea

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2.4UBICACIÓN DE ZAPATAS La edificación consta de 17 zapatas, con los resultados obtenidos en cuanto a dimensiones se refiere se propondrá un diseño óptimo ya sean zapatas aisladas, de medianería, combinadas o zapatas con viga de compensación.

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III ANALISIS DE CARGAS: 2.5. DATOS DE PARTIDA Esfuerzo admisible del suelo (kg/cm2) Altura de fundación h

(m)

2.00 1,50

Resistencia característica del Hº fck

210

(kg/cm2) Resistencia de cálculo del acero fyd

4600

(kg/cm2) Coeficiente de balasto

2

2.6. CONSIDERACIONES GENERALES

CALCULO ESTRUCTURAL Para toda la estructura se harán las siguientes consideraciones NOTA : los esfuerzos CARGA MUERTA Contra piso=

60 kg/m2

Tabiquería=

200 kg/m2

Acabados de piso=

100 kg/m2

Acabados de techo=

100 kg/m2

TOTAL

460 kg/m2

CARGA VIVA

350

TANQUE DE AGUAS

kg/m2

2500

Ltrs

Se tomara en cuenta para todos los niveles una losa maciza de 20 cm de espesor FUNDACIONES




No se toma en cuenta el peso propio de la estructura pues el programa SAP 2000 lo calculara

2.7. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA Para el diseño de la edificación se utiliza el paquete estructural SAP2000, este es un programa que utiliza métodos numéricos para calcular estructuras. El mismo calculara las reacciones que para el diseño serán las NORMALES y se las usara como datos de partida como combinación CV+CM. Vista de la estructura modelada en 3D

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IV DISENO DE FUNDACION:

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