10
El diseño se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexión similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexión y cortante ZAPATAS CONECTADAS Una zapata conectada está constituida por una zapata excéntrica y una zapata interior unida por una viga de conexión rígida, que permite controlar la rotación de la zapata excéntrica correspondiente a la columna perimetral. Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excéntrica, la que está en el límite de propiedad y diseñada bajo la condición de presión uniforme del terreno; el momento de flexión debido a que la carga de la columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga de conexión rígida que unen las dos columnas que conforman la zapata conectada. La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. La única complicación es la interacción entre el suelo y el fondo de la viga. Algunos autores recomiendan que la viga no se

El Diseño de Zapata

Embed Size (px)

DESCRIPTION

diseño

Citation preview

El diseo se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexin similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexin y cortanteZAPATAS CONECTADASUna zapata conectada est constituida por una zapata excntrica y una zapata interior unida por una viga de conexin rgida, que permite controlar la rotacin de la zapata excntrica correspondiente a la columna perimetral. Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excntrica, la que est en el lmite de propiedad y diseada bajo la condicin de presin uniforme del terreno; el momento de flexin debido a que la carga de la columna y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga de conexin rgida que unen las dos columnas que conforman la zapata conectada. La viga de conexin debe ser muy rgida para que sea compatible con el modelo estructural supuesto. La nica complicacin es la interaccin entre el suelo y el fondo de la viga. Algunos autores recomiendan que la viga no se apoye en el terreno, o que se apoye de manera que solo resista su peso propio. USOS.Es utilizada cuando la columna est ubicada en el lmite de propiedad y el uso de zapatas excntricas sometidas a presiones elevadas, debido a la distribucin triangular que se produce al considerar la excentricidad de la carga actuante, no es segura ni econmica. CONSIDERACIONES. No se toma en cuenta el peso de la viga y su influencia en el cortante y el momento. la presin del terreno no se est considerando uniformemente repartida en toda la zapata, sino como una reaccin concentrada en el eje de la zapata. la rigidez al giro de la zapata interior se desprecia y se considera como si la viga estuviera articulada en ese extremo. la viga de conexin es muy rgida de manera que ella absorbe el ntegro del momento existente en las columnas.

DIMENSIONAMIENTO. El dimensionamiento de las zapatas conectadas es equivalente al de dos zapatas aisladas, que tienen las siguientes particularidades. la zapata excntrica se dimensionar con voladizos diferentes de manera que en la direccin de la viga su dimensin sea menor que en la direccin transversal, para disminuir la excentricidad. es recomendable que la viga tenga un ancho igual o mayor al ancho de la columna y un peralte que le permita tener buena rigidez. el fondo de la viga debe estar a 10 o 20 cm. Por encima del fondo de la zapata con la finalidad de que no tome presiones del terreno. el diseo se realiza en forma similar al de zapatas aisladas y la viga de conexin similar a una viga simple sometida a esfuerzos de flexin y cortante.Consiste en dos zapatas unidas por vigas de conexin. Esta viga trata de impedir principalmente el desplazamiento lateral y vertical de las zapatas. En zonas ssmicas debe colocarse en ambas direcciones formando una cuadrcula. El modeloy su diagramademomento son

Pre-dimensionado.-Azap1 = P1 / q neto ..(ZC.1)Usando inicialmente la proporcin: T1 = 2B12B1*B1= Azap1B1=Azap/2 ...(ZC.2

ZAPATAS COMBINADASSon aquellas fundaciones que soportan ms de una columna.Se opta por esta solucin cuando se tienen dos columnas muy juntas y al calcular el rea necesaria de zapata para suplir los esfuerzos admisibles sobre el suelo nos da que sus reas se montan.

Tambin se puede construir una fundacin combinada en el caso de que una de las columnas sea medianera y se quiera amarrar con una de las fundaciones interiores, note que aqu la misma zapata cumplira la funcin de viga de fundacin.Otro caso de fundaciones combinadas es cuando soportan ms de dos columnas. Se puede dar cuando el esfuerzo admisible es pequeoy se requiere una gran rea de fundacin.La combinacin puede cubrir columnas de un solo eje y se convierte en fundacin alargada. Si se renen todas las columnas de una edificacin se convierte en losa de fundacin.a. Fundaciones combinadas para dos columnas:Filosofa de diseo:Se quiere que la presin de contacto sobre el suelo sea uniforme para evitar cualquier rotacin de la fundacin. Esto se traduce en que entre la resultante de las cargas actuantes de las columnas y la resultante de las presiones del suelo no exista ninguna excentricidad.La posicin de la resultante debe coincidir con el centro geomtrico de la fundacin.Las geometras ms comunes para estas zapatas son:

La forma y dimensiones de las fundaciones salen de igualar las ecuaciones de posicin de la resultante con el centroide de la fundacin.Por ejemplo en el caso de fundacin rectangular al igualar estas ecuaciones podemos despejar L.Una vez determinado esta dimensin podemos conocer B por medio de la ecuacin de esfuerzos admisibles del suelo:

Si el lado L tiene alguna restriccin particular, caso de medianera, y la dimensin hallada es mayor que la disponible, entonces tenemos que recurrir a cambiar la forma de la fundacin, ya sea por formas trapezoidales o compuestas.En estas formas toca resolver las ecuaciones colocando el valor mximo de L permitido y asumiendo un valor ya sea de B1 o B2 y encontrando el otro.Para el diseo de estas zapatas se sigue la misma metodologa de las zapatas con viga de fundacin, o sea se construye un diagrama de momentos y cortante en el sentido largo de la fundacin y se calcula refuerzo y verifica corte con esos diagramas; para el sentido corto se resuelve el problema como si fuera una fundacin simple.Se debe tener en cuenta que en realidad los esfuerzos se reparten en las zonas cercanas a las columnas, entonces se coloca refuerzo de voladizo en el sentido corto en una zona con lneas a 45 grados a partir del eje de columna, en la zona que no abarcan estas lneas, o sea la central, se coloca refuerzo mnimo.CIMENTACIONES PROFUNDAS Se utiliza si el nivel apto para cimentar est muy por debajo de la zona inferior de la estructura, la excavacin necesaria para proceder a una cimentacin directa sera muy costosa y se recurre a una cimentacin profunda. El trmino profunda puede producir confusiones, por ejemplo, un edificio con varios stanos cimentados con zapatas o losas de cimentacin.A las cimentacionesprofundas se les suele llamar tambin indirecta. Si a 5 o 6 metros, no se alcanza suelo firme, la cimentacin directa resulta excesivamente cara y es preferible estudiar un sistema de cimentacin profunda. En general se recomienda el uso de una cimentacin profunda para apoyar una estructura cuando los esfuerzos inducidos en el suelo por las cargas o acciones a que est sometida exceden la resistencia o capacidad de soporte de los estratos ms superficiales, o cuando las restricciones de funcionamiento u operacin obliguen a dicha solucin.

Tipos de cimentaciones profundas Pilotes Son elementos esbeltos que se emplean para transmitir las cargas de la superestructura y peso propio a travs de estratos de suelo de baja capacidad de carga hasta suelos ms profundos o estratos de rocas que posean la resistencia requerida. Pilas Son elementos de cimentacin profunda con secciones mayores que la de los pilotes, las cuales tambin transmiten al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentacin con el propsito de lograr la estabilidad del conjunto. Micropilotes Son elementos estructurales cuyos dimetros estn comprendidos entre 0.15 y menores de 0.30 m. Los de ms frecuente aplicacin en el recalce de estructuras son los de dimetro 0.22 m. Se define como un pilote de pequeo dimetro, que transmite la carga de una estructura a estratos de suelos ms profundos, principalmente por friccin de su fuste con el suelo y en menor medida por su punta, con asentamientos prcticamente nulos.

Desventajas que presentan los pilotes de concreto Un pequeo corrimiento de tierra alrededor del pilote sin reforzar puede quebrarlo. Un empuje hacia arriba, actuando sobre el fuste de un pilote sin camisa permanente, ni el refuerzo puede destruirlo al hacerlo trabajar a tensin. Es difcil efectuar un buen colado si el tubo del pilote se llena de agua, a no ser que se emplee aire comprimido. La dificultad de aumentar o reducir su longitud en caso de que sta no sea bien estimada. Es difcil saber a simple vista cuando un pilote ha fallado, ya que no es necesario que el pilote desaparezca en las profundidades subterrneas ni tampoco que se rompa o doble. Si un pilote es colocado en un lugar equivocado, ya no es posible su extraccin para reutilizarlo.

Ventajas en el uso de pilotes de concreto Resultan convenientes cuando las condiciones del suelo no son favorables para la utilizacin de otro tipo de cimentaciones. Proporcionan buenas soluciones para la distribucin de cargas en el subsuelo ya que pueden trabajar individualmente o en grupos de pilotes. Presentan resistencia a los ataques qumicos y biolgicos Los pilotes hincados, en un estrato de suelo friccionante pueden llegar a alcanzar elevadas resistencias por friccin.