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LOSA Y CAJÓN DE CIMENTACIÓN

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Indice

Objetivo Introducción Tipos de cimentación Plantillas de desplante Losas de cimentación

Definición Características Cálculo Armados

Cajones de cimentación Definición Cimentación por substitución Sistema de tapa losa

Conclusiones Bibliografía

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Objetivo

Conocer los aspectos más importantes que deben tomar encuenta en el diseño de la cimentación de edificios y resaltarlos aspectos básicos que deben efectuarse en el análisis deestabilidad de las mismas estructuras.

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Cimentación

Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados .

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Tipos de Cimentación

Cimentaciones Superficiales. Podrán ser las zapatas corridas o aisladas, o bien las losas, cascarones u otros objetos que cubran la mayor parte de el área construida.

Cimentaciones Compensadas. Estas se logran mediante una excavación de medidas adecuadas que permita substituir total o parcialmente el peso del edificio por el peso total del suelo extraído.

Cimentaciones Piloteadas (Cimentación profunda). Son aquellas que transmiten las cargas de la estructura a estratos profundos, menos comprensibles y más resistentes que los superficiales por medio de pilotes.

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Plantilla de desplante

La plantilla se construye en la parte inferior de la zanja y servirá para el desplante del cimiento, generalmente su espesor es de 5 cm.

Uno de los principales efectos que tiene la plantilla es que el terreno no pierda sus cualidades y no se contamine la cimentación así como que los esfuerzos se repartan sobre el suelo de una manera más uniforme.

Antes de que se coloque se tiene que compactar el terreno.

f´c= 100- 150kg/cm2

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Losas de cimentación

Los edificios altos traen consigo problemas muy complejos, ya que están expuestos no sólo a fuertes cargas estáticas, si no también a los empujes horizontales del sismo y el viento.

Una losa de cimentación es una zapata combinada que cubre toda el área que queda debajo de una estructura y que soporta todos los muros y columnas.

Cuando las cargas del edificio son tan pesadas o la resistencia del terreno tan pequeña que las zapatas van a cubrir más de la mitad del claro total, la losa corrida es más económica y trabaja mejor en los suelos de poca resistencia (alta comprensibilidad). Es decir se recomienda cuando el peso unitario de la estructura se encuentra entre el 50% y el 75% de la capacidad resistente del terreno.

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Esfuerzos en una losa de entrepiso

T

T

T

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Esfuerzos en una losa de cimentación

T

T T

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Las Cimentaciones por Losa, también conocidas como Cimentaciones por Placa , son aquellas Superficiales y se disponen en plataforma, la cual tiene por objeto transmitir las cargas del edificio al terreno distribuyendo los esfuerzos uniformemente.

Estas losas llevan una armadura principal en la parte superior para contrarrestar la contrapresión del terreno y el empuje del agua subterránea, y una armadura inferior, debajo de las paredes portantes y pilares, para excluir en lo posible la producción de flechas desiguales.

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La cimentación por losa es una buena solución cuando:

La construcción posee una superficie pequeña en relación al volumen (rascacielos, depósitos, silos).

La base de cimientos calculada resulta tal que la transmisión de carga a 45º representa una profundidad excesiva.

El terreno tiene estratificación desigual y son previsibles asientos irregulares.

El terreno de asiento es flojo y de gran espesor y los pilotes a colocar serían exageradamente largos.

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En estos casos suele ser más conveniente el uso de la placa o losa de cimentación, esta puede estar formada por una placa de fuerte espesor ( ej;1.20m) capaz de soportar todo el peso del edificio o bien por una losa delgada reforzada con contratrabes.

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Estructura

Estas cimentaciones se construyen en concreto armado preparado para reducir los posibles asentamientos. Esta estructura responde en forma óptima en suelos con estratos sensiblemente homogéneos y cuando el edificio reparte los esfuerzos sobre la losa con una retícula que guarda simetría geométrica.

También se opta por ella cuando se quiere construir un sótano en seco en una obra asentada sobre una capa freática (excavación en forma de cubeta).

Esta alternativa se da a través de la disposición en plataforma o tablero de cimentación que transmite las cargas del edificio al terreno mediante una superficie igual o superior a la de la obra.

Puede conseguirse máxima rigidez con poco consumo de material procediendo tal y como es frecuente en los forjados de piezas huecas: envolviendo en concreto un sistema de piezas huecas o de relleno.

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Cálculo

w (peso)= 570 kg/m2

f´c= 250 kg/cm2

f*c= 0.8 x f´c= 0.8 x 250 kg/cm2= 200 kg/cm2

f´´c= 0.85 x f*c= 0.85 x 200kg/cm2= 170 kg/cm2

fy= 4200kg/cm2

fs= 0.6 x fy= 0.6 x 4000kg/cm2= 2400kg/cm2

F. C.= factor de carga= 1.4

Pre-dimensionamiento de losa = perímetro/180

36/180 = 20cm

Peralte efectivo

dmin= perímetro/250 x 0.032 x 4 √fs x w

dmin= 36/250 x 0.032 x 4 √2400kg/cm2 x 570kg/m2

dmin= 0.16m

Peralte total

H= d + recubrimiento

H= 0.16 + 3.5 + 3.5= 0.23m ≈ 0.25m

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Porcentaje de acero

Acero= P

P= 0.7 x √ f´c / fy

P= 0.7 x √ 250kg/cm2 / 4000kg/m2

P= 0.002766

Área de acero requerida= As

As= p x b x d

As= 0.002766 x 100cm x 16cm= 4.42 cm2

Separación de varillas= Sep

Sep= as x b/ As *as= área de acero nominal en varilla de 3/8

Sep= 0.71cm2 x 100cm/ 4.42cm2

Sep= 16.06cm ≈ 15 cm

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Armados

f`c= 250kg7cm2Ancho de las varillas mínimo del número 4Ancho de los estribos varillas mínimo del número 3

El diámetro de la varilla es desde 3/8 hasta 1 pulgada y las distancias un mínimo de 10 cm hasta un máximo de 15cm ahora las varillas mas gruesas son las de los extremos, es decir las dos de hasta arriba que unen la contratrabe con la tapa losa y con la losa fondo

# Varilla Pulgadas

3 3/8

4 1/2

5 5/8

6 3/4

8 1

10 1/4

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Armado de columna

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Armado de dados

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Trabe perimetral de borde

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Anclaje de Muro

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Columna de borde sobre trabe perimetral

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Columna de borde sobre trabe perimetral

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Columna de borde

con refuerzo a bayoneta

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Columna Central

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Pilar Central con Refuerzo a 45ª

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Columna de Borde con cruce de contratrabes

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Desniveles

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Cambio de Espesor Inferior

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Cambio de Espesor Superior

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Transición entre mallas de distinta orientación

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Foso de Elevador

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CAJONES DE CIMENTACIÓNCuando tienes un terreno de baja resistencia y el peso de tu estructura es mayor a la capacidad del terreno, lo que se hace es un cajón de cimentación. La cual se basa en sustituir el peso del suelo excavado, por la carga de la estructura o del edificio.

Componentes cajón de cimentación:

Losa de fondo Paredes laterales Paredes intermedias Losa tapa.

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Cimentación totalmente compensada P t = Pe

Cimentación sobre compensada Pt>Pe

Cimentación subcompensada o parcialmente compensada. Pe<Pt

Tipos de cimentación compensada

Tipos de cimentación

Las cimentaciones compensadas se recomiendan para edificios de entre 3 y 8 niveles.

Es decir se hace una cimentación por compensación, objetivo deque el terreno no sufra ninguna alteración.

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Edificio de 7 niveles 10 m x 12 m = 120 m2 x nivelSistema constructivoLosa de concreto armado y muros de carga

Peso total por nivelLosa 60, 840 kg/m2Muros 41, 800 kg/m2Cadenas 4, 743 kg/m2Carga total por nivel 107, 383 kg/m2107, 383 x 7 niveles = 751, 681 kg/m2751, 681/ 1, 000 = 751.7 t. / área de contacto 120 = 6.3 t6.3 t./m2 es el peso que va a recibir el terreno

Cimentación por substitución total

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Sustitución parcial

Se toma en cuenta la resistencia del terreno 3 t/m2

6.3 t. carga total x m2 del edificio -3 t. resistencia de terreno 3.3 t. por resolver

Peso de tierra por m3 1, 300 kg/m3 2, 200kg/ m3

Peso de tierra promedio 1, 500 kg/m3 3.3 t. / 1.5 t. = 2.2 cantidad de metros que se deben excavar

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2.20 m

Sustitución parcial

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Sustitución total

no se toma en cuenta la resistencia del terreno

6.3 t. / m2 peso total de edificio1.5 t. / m3 peso volumétrico del terreno

6.3 t. / 1.5 t. = 4.2 m de profundidad

4.20 m

El cajón de cimentación por lo regular sirve de estacionamiento o como cuarto de maquinas

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Ejemplo 1. Plantas

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Detalles

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Ubicación de las contratrabes

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Sistema de Tapa Losa

Las losas tapa o de cierre prefabricadas son elementos horizontales que permiten cubrir el pozo y dar por finalizado el mismo cerrando la abertura de inspección y mantenimiento para la canalización con una tapa de fundición del diámetro de cierre del elemento tapa.

Además de contar con uniones con junta de estanqueidad elastomérica, cada losa de cierre cuenta a su vez con varios bulones de enganche para facilitar tanto el transporte y carga y descarga como la colocación de estas piezas en obra, proporcionando una mayor rapidez, agilidad y seguridad a la ejecución

Las piezas estarán armadas con dos mallas en forma de losa que garantiza una resistencia mecánica adecuada.

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Losa Spancrete o losa alveolar

La losa alveolar es un elemento de concreto prefabicado pretensado, provisto de huecos continuos para reducir su peso y en consecuencia su costo.

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Conclusiones

Es evidente que para que una estructura ofrezca una seguridad y comportamiento razonable ha de contar con una cimentación adecuada. Por lo cual debemos Antes de aventurarse a la elección de un tipo de cimentación, debemos tener presentes conceptos importantes como las características físicas del terreno con un estudio de mecánica de suelos, las diferentes su técnica de construcción de cimentaciones , del material con que son fabricadas, mano de obra y equipo que se requiere para construirlas, lo que tendrá como resultado diseño muy particulares.

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Bibliografía http://www.biblioteca.uson.mx/digital/tesis/ http://detallesconstructivos.cype.es/CSL.html Wikipedia Vicente Pérez Alamá, Materiales y procedimientos de

construcción. F. Maña, Cimentaciones Superficiales. F Barbara Z. , Materiales y procedimientos de construcción. Cimentaciones, diseño y construcción, M. J. Tomlinson