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Subtema 3 del temario de cimentaciones
Tipo: Apuntes
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3.1 DISEÑO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS QUE SOPORTAN MUROS DE CONCRETO Y MAMPOSTERÍA Los muros de concreto y mampostería son elementos fundamentales en la construcción de edificaciones, proporcionando soporte estructural y delimitando espacios. Los muros de concreto y mampostería son elementos fundamentales en la construcción de edificaciones, proporcionando soporte estructural y delimitando espacios. Muros de Concreto: Construcción: Los muros de concreto se construyen vertiendo concreto en encofrados, que son moldes temporales que dan forma al concreto hasta que se endurece. Se utilizan refuerzos de acero (varillas de refuerzo) dentro del concreto para mejorar la resistencia y prevenir la fisuración. Pueden ser de concreto armado, donde se incorpora acero en el concreto para aumentar la resistencia a la tracción. También pueden ser de concreto precomprimido, donde se aplica compresión al concreto antes de cargarlo con la estructura. Muros de carga en edificaciones. Muros de contención para sostener tierras. Muros de contención en estructuras de retención de agua. Alta resistencia estructural. Durabilidad. Resistencia al fuego Tipos de Concreto: Usos: Ventajas:
Las zapatas para muros son franjas de concreto que se cuelan para quedar bajo los muros. El tipo más común de zapata de muro es aquel en qué consiste en una franja de sección rectangular colocada en sección simétrica respecto al muro y proyectando una distancia igualcomo voladizo desdeambas caras de la pared. Para el esfuerzo del suelo, la dimensión critica de la zapataes el ancho de la parte inferior de la zapata,que se mide perpendicularmente a la superficie del muro. En la mayoria de los casos, la zapata de muro se utiliza como una plataforma sobre la cual se construye la pared. De este modo, se establece un ancho mínimo para la zapata por medio del espesor del muro, fabricandose generalmente la zapata algo mas ancha que la pared. En un muro de concreto, este ancho adicional se utiliza para sostener las cimbras del mismo muro mientras que se cuela el concreto. El ancho adicional exacto que se requiere para estos prop6sitos es una cuestión de juicio. Para el sosten de las cimbras del concreto, se desea por lo general tener una proyección 6 saliente de 3 pulg (7.62 cm); para mampostería el mínimo usual es de 2 pulg (5.08 cm).
En paredes cargadas ligeramente, el ancho mínimo requerido para las consideraciones de plataforma puede ser más que conveniente en términos del esfuerzo de apoyo permisible sobre el suelo. Si éste es el caso, la proyección corta de la zapata desde la superficie del muro producirá esfuerzos de flexión y cortantes transversales relativamente insignificantes, permitiendo un espesor mínimo para la zapata y la omisión de refuerzo transversal. La mayoría de los diseñadores prefieren, sin embargo, suministrar algún refuerzo continuo en la dirección de mayor longitud de la zapata, aun cuando nada se utilice en la sección transversal. El prop6sito es reducir las grietas por contracción y también proporcionar alguna capacidad extra de trabajar como viga para pasar sobre los puntos blandos en el suelo sustentante. Cuando aumenta la carga del muro, el ancho incrementado de la zapata requerida para controlar el esfuerzo del suelo finalmente produce cortantes y esfuerzos de flexión transversales significativos en la zapata. En algün punto, esto determina el espesor requerido para la zapata y para el refuerzo requerido en dirección transversal. Si la zapata no se refuerza en dicha dirección transversal, el esfuerzo de control generalmente es el esfuerzo de tensión por flexión transversal. Si la zapata tiene refuerzo transversal, el esfuerzo de control del concreto usualmente es el esfuerzo cortante. Para el diseño preliminar de la base del muro, en general se selecciona una sección típica de zapata de un metro de longitud, calculándose primeramente el peso total de la estructura más la carga que actúa sobre ella, divididas entre la capacidad de carga del terreno para determinar el ancho, peralte y refuerzo requerido.
Especificaciones técnicas para la cimentación de zapatas corridas
Asentamientos Muro con cimentación sobre suelos granulares, deberán resistir la mayor parte de los asentamientos esperados al momento que el muro es construido. Muros en suelos cohesivos en donde la teoría de consolidación es aplicable, continuaran asentandose, por un tiempo después de haber finalizado su construcción. La fuerza resultante deberá mantenerse en medio de la base para que estos suelos puedan mantener un asentamiento relativamente pequeño y reducir posibilidades de ladeo. La intensidad de la presión del suelo en el talon es doblemente mayor cuando la excentricidad de la resultante es L/6, así como cuando la excentricidad es igual a cero. Cuando la cimentación es sobre roca, se deberán tomarse en cuenta dos aspectos. Primeramente deberá haber suficiente rotación en la base y el muro de tal manera que se desarrolle presión activa. Posibles fallas en la cimentación El procedimiento para el análisis y proyecto de zapatas, como el que se emplea para otros elementos de concreto reforzado, se fundamenta en la manera en la que éste puede fallar. Los experimentos han demostrado que se pueden presentar diferentes tipos de comportamiento estructural, antes de alcanzar la resistencia máxima de una zapata. En alguna resistencia, menor que la máxima, las deformaciones y grietas de la zapata probablemente sean tan grandes que la zapata quede inservible. A esta etapa se le 1lama de falla primaria. La naturaleza de la falla primaria es a veces dificil de determinar, debido a la interdependencia entre varios factores El diseño estructural de zapatas debe ser realizado por ingenieros estructurales capacitados y con experiencia, y es fundamental seguir las mejores prácticas y regulaciones locales.
Zapatas continuas que soportan más de dos columnas Se emplea normalmente este tipo de cimentación para sustentar muros decarga, o pilares alineados relativamente próximos, en terrenos de resistencia baja, media o alta. Las zapatas de lindero conforman la cimentación perimetral,soportando los pilares o muros excéntricamente; la sección del conjunto muro zapata tiene forma de "L" para no invadir la propiedad del vecino. Las zapatas interiores sustentan muros y pilares según su eje y la sección muro-zapatatiene forma de T invertida; poseen la ventaja de distribuir mejor el peso del conjunto. Se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones están en relación conla carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y la presión admisible sobre el terreno. Por practicidad se adopta una altura mínima para los cimientos de hormigón de 30 cm. aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones. En el caso de que la tierra tendiese adesmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de estos. Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, serecomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unióncon el tramo siguiente. Asi mismo, colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión. Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellas zapatas que recogen más de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas querecogen dos pilares. Esta distinción es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente Bajo una línea de pilares puede proyectarse una zapata continua o corrida común para todos los pilares. Asi mismo, cuando el elemento estructural es lineal, muro de fábrica de ladrillo omampostería, la zapata bajo el mismo es continua. No obstante, elplanteamiento del cálculo difiere sustancialmente, debido a que elcomportamiento del terreno frente a cada una de las solicitaciones estotalmente distinto. En el caso de zapata continua bajo una línea de pilares, no es válido admitir como norma general la reacción uniforme del terreno.
Para el cálculo de este tipo de zapatas es necesario plantear el problema elástico de forma más rigurosa, buscándose modelos matemáticos del 10. suelo, de los cuales el más conocido y difundido por su sencillez es elmodelo de WINKLER, que conduce al llamado método del «coeficiente del balasto», que parte de la hipótesis básica de suponer que, en cualquier punto,el asiento es proporcional a la presión que en él se desarrolla. Con este planteamiento se estudia la cimentación por zapatas corridas en el supuesto de que su forma de trabajo sea la correspondiente a una viga; es el cálculo como«viga flotante», que se trata en el Capítulo siguiente. Cuando la zapata corridarecibe un muro, el problema puede abordarse, de forma más sencilla,estudiándola a flexión en el sentido transversal al muro o zapata, y condistribución uniforme de tensiones en el sentido longitudinal. En general bajo muros de fábrica se suelen hacer. zapatas de hormigón en masa de gran canto
Cadena de desplante. Reparte el peso de la construcción a lo largo del cimiento evitando cuarteaduras en los muros cuando hay pequeños hundimientos en la cimentación. ZAPATAS CORRIDAS CENTRALES
3.57. SE CONSIDERA UN FACTOR DE CARGA DE Fc = 1.4. SE COMIENZA CALCULANDO EL ANCHO DE LA ZAPATA
