2.8 Cimentaciones Superficiales

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Profesor: Msc. José Luis Carrasco Gutiérrez

[email protected]

INGENIERÍA GEOTÉCNICA

mailto:[email protected]


– Tipos de cimentaciones Superficiales

– Consideraciones de diseño estructural

CONTENIDO

Tipos de cimentación:

Zapatas corridas

Zapatas aisladas

Zapatas combinadas

Vigas de cimentación

Losas de cimentación


Zapatas corridas

Zapatas aisladas Centradas Esquinadas Circulares


- En suelos rígidos- En sistemas aporticados- Evitar zapatas muy grandes

- En muros- Tabiquerías

Zapatas combinadas Une 2 o más columnas Se recomienda en suelos intermedios (E.030) En sistemas estructurales aporticados

Vigas de cimentación En suelos intermedios a flexibles (E.030) En sistemas aporticados Mejora la estructuración Modelo a través del coeficiente de balasto


Vigas de cimentación

Puede modelarse como viga sobre base elástica apoyada enlos extremos y el terreno representado por un balasto.

Se evalúan los momentos, cortes y presiones transmitidas alterreno.

Permite determinar las deformaciones de la viga.

Verificar deformaciones no usuales (grietas).

Verificar concentración de esfuerzos en esquinas.


VIGAS DE CIMENTACIÓN – APLICACIÓN

ANÁLISIS DE VIGAS DE CIMENTACIÓN EN UNA TORRE DE TRANSMISIÓN

Alternativa 1: Plintos y vigas

Alternativa 2: Viga masiva

Alternativa 3: Viga tipo T Invertida


Ref:Aguiar F.


CIMENTACIONES SUPERFICIALES - APLICACIONES

Ref:Aguiar F.

Vigas de cimentación – Esquema de fuerzas

CIMENTACIONES SUPERFICIALES - APLICACIONES

6m

6m

90 Tn 90 Tn

32 TnTn.m 32 Tn.m

32 Tn.m

32 Tn.m

M=32 Tn.m

32 Tn90 Tn 90 Tn

M=32 Tn.m 32 Tn

Ref:Aguiar F.

Balasto:K=1000Tn/m3



Diagramas de Cortantes y Momentos de las 3 alternativas

Estructuralmente la alternativa 1 (Plintos y vigas) reporta menores valores de

cortante y momentos

Ref:Aguiar F.



Diagramas de Presiones: 3 alternativas

Las presiones transmitidas al terreno son menores y más

uniformes para la alternativa 3 (Viga T invertida)

Ref:Aguiar F.

Losas de cimentación En diferentes sistemas estructurales Edificios altos (cargas importantes) Si zapatas cubrirían un % significativo del área de

construcción. En suelos flexibles (Poca capacidad de carga) En suelos muy compresibles/sueltos o con nivel freático

alto pueden ir acompañados de pilotes.


Tipos de losas de cimentación


a. Losa plana

b. Losa plana engrosada bajocolumnas

c. Losa emparrillada: Vigas enambos sentidos. Las columnas seubican en intersecciones devigas.

d. Losa plana con pedestales

e. Losa con muretes integradospara sótanos o cajón decimentación

Concepto de rigidez relativa suelo estructura


Distribución de presiones en cimentaciones flexibles y rígidas

Concepto de rigidez relativa suelo estructura


Distribución de presiones en zapatas rígidas sobre arcillas y arenas

Consideraciones de diseño estructural


Método rígido convencional

Supone que la losa es infinitamente rígida La resultante de la presión del suelo coincide con la línea de acción de

las fuerzas actuantes.

Consideraciones de diseño estructural


Método flexible aproximado Supone que la losa se apoya sobre una base elástica Para evaluar el asentamiento de la cimentación se considera el

comportamiento elástico de un resorte que representa el efecto finalque se produce entre el edificio a través de la cimentación y el terrenode fundación. (Modelamiento de la interacción suelo estructuramediante resortes).

Constante elástica de los resortes se denomina: Coeficiente de balasto (k)

K se debe estimar adecuadamente

k

Viga flexible

Coeficiente de balasto (k)


Cimentaciones sobre suelos granulares

Cimentaciones sobre arcillas

Cimentaciones rectangulares B x L

Coeficiente de balasto (K)


• Permite evaluar deflexiones de unacimentación

• El resorte elástico representa el efecto finalque se produce entre el edificio a través dela cimentación y el terreno de fundación.

• Permite calcular deformaciones de laestructura de cimentación (ETABS, SAFE,SAP, etc.)

TIPO DE SUELOK0.3

(MN/m3)

Arena seca o húmeda

Suelta 8 – 25

Media 25 – 125

Densa 125 – 375

Arena Saturada

Suelta 10 – 15

Media 35 – 40

Densa 130 – 150

Arcilla

Rígida 10 – 25

Muy rígida 25 – 50

Dura > 50

VALORES TÍPICOS DE K0.3

Diseño estructural - Método flexible aproximado


Concepto básico: Considere un ancho B1 y longitud infinita La viga está sometida a una carga concentrada Q De los fundamentos de mecánica de materiales

M=EFIF d2z/dx2

Comité ACI 336 (1988) : Si 1.75b < espac. entrecolumnas entonces usar método rígido sino flexible.

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