CIMENTACIONES Cim Ci m e ntació nta ción n d e m u ro s CESAR L EONIDAS EONIDAS CANCINO CANCI NO RODAS
Cimentación corrida Recibe una carga distribuida por unidad de longitud y eventualmente eventualmente un momento flector transmitido por el muro. Se usa para cimentar: elementos estructurales estructurales ligeros, cercos, tabiques y muros portantes. NUNCA DEBEN USARSE EN TERRENOS EXPANSIVOS. Pueden ser de concreto simple o reforzado Trabaja Trabaja en una sola Dirección. Los esfuerzos principales son perpendiculares al muro P P
Muro
Cimentación
El análisis se efectúa por
Cimentación corrida Cimentación corrida: Dimensionamiento en planta 1. Cimentación Cimentación concéntri concéntrica ca solicit solicitada ada por carga carga axial P= PD+1.6PL
B = (PD+1.6PL)/qn qn = Presión neta admisible, t/m2
b
d qu B
Cimentación corrida Cimentación corrida: Dimensionamiento en planta 2. Cimentació Cimentación n corrida corrida concén concéntric trica a solicit solicitada ada por carga carga excéntric excéntrica a e≤B/6
e
y
P
e x
x
Carga
b
min
P 6 Pe B
B
y h
ma x
2
P emax = h/6
h/3
h/3
h/3
P 6 Pe B B 2
Cimentación corrida Cimentación corrida: Dimensionamiento en planta
2. Cimentació Cimentación n corrida corrida concént concéntrica rica o solicitad solicitada a por carg carga a excéntri excéntrica ca B/3 ≤ e ≤B/6
e
P
P
a/3
1a ma x
ma x
2 2 P a
B e 2
a 3
R a
σ max
La posición del muro
Cimentación corrida Cimentación corrida: Dimensionamiento en planta 2. Cime Ciment ntac ació ión n exc excén éntr tric ica a P
a/3
σ max
La posición del muro en un extremo implica excentricidad de la carga, lo que produce una distribución asimétrica de presiones del suelo y una torsión en el cimiento. Esto se remedia cuando existen cimientos perpendiculares a una distancia tal que la rigidez a flexión del cimiento transversal restrinja la torsión de dichas zapata.
Cimentación corrida Cimentación corrida: Dimensionamiento en planta 3. Ciment Cimentaci ación ón corri corrida da excén excéntri trica ca
Cuando el momento de volteo es muy alto, como es el caso de los ocasionados por sismo o para muros excéntricos, la reacción en la base no es suficiente para equilibrar las fuerzas externas. En este caso, se tiene que tomar en cuenta el empuje pasivo que experimenta la cimentación para garantizar el equilibrio. como se muestra en la figura. En la parte superior, la distribución no es triangular pero puede asumirse, por simplicidad, que tiene forma semicircular. La altura y ancho de la cimentación se definen de modo que: donde: F.S.: Factor de seguridad igual a 1.5 en este caso. h': Brazo de palanca del empuje pasivo; se puede estimar en 0.5h a 0.6h.
Cimentación corrida Cimentación corrida: calculo del espesor del cimento y refuerzo
Modos de falla
P P
Cortante Flexión
Cimentación corrida Cimentación corrida: calculo del espesor del cimento y refuerzo
b/2 b/2
Sección critica
b/4 Columna de concreto, concreto, pedestal o muros
Muro de albañilería
Cimentación corrida Cimentación Cimentación corrida: calculo del espesor del cimento y refuerzo Momento y cortante en cimentación de muros Pu
B = (wDL+wLL)/qa qa = Presión admisible, t/m2
b
Carga ultima = wu t/m Presión ultima, qu = (wu )/L
d d qu B
2
1 Lb Mu qu qu (L b )2 2 2 8 1
Lb d 2
Vu qu
Min t = 15 cm para para zapatas zapatas apoyas en el suelo, suelo, 30 cm para zapatas zapatas apoyadas sobre pilotes
Cimentación para muros de albañilería : cimientos corridos de concreto ciclópeo (Concreto estructural simple ver capítulo 22 ACI) Limitaciones Elementos
que estén apoyados de manera continua sobre el suelo o que estén apoyados sobre otros elementos estructurales capaces de proporcionarles un apoyo continuo
Elementos
en los cuáles el efecto de arco genere compresión bajo todos las
condiciones Muros y pedestales
Mn M n 1.3 f c, s V n 1.35 f c, bh 0.55
Ejemplo: Diseñar la cimentación para un muro que soporta una carga muerta de W D= 12 t/m y carga viva WL= 8 t/m. La presión admisible es de 10 t/m 2. f’ c = 240 kg/cm 2 , f y = 4200 kg/cm2 , y gs = 2.0 t/m 3.
WD = 12 t/m WL = 8 t/m
Considerar: franjas de 1-m Asumir espesor de la cimentación cimentación t = 30 30 cm
25 cm
Presión neta admisible:
D f = 1.50 m 5 cm típico
7.5 cm
pn = 10 - [0.3(2.4) + 1.2(2.0)] = 6.88 t/m2 Ancho de la cimentación: cimentación: B = (DL + LL) / p n = (12+8)/6.88
L
= 2.91 m
Presión ultima que ejerce el suelo sobre la cimentación: cimentación:
pu = (1.2 x 12 + 1.6 x8) / 3.0 = 9.07 t/m
USE 3.0 m
Verificando por corte:
d = 22 cm 25 cm
115.5 cm
V u = 9.07(1)(1.155) = 10.48 ton fV c = 0.85(0.53)(100)(22)/1000 30 cm
= 15.35 ton > V u
10.13 t/m2 Momento de diseño:
25 cm
137.5 cm
Mu = 0.5x 9.07 x 1.375 2 = 8.58 ton-m
10.13 t/m2
OK
Cimentación corrida 2. Ejemplo A
B
C
5
4
5
4
NaceC-8
C-1
C-1
6
NaceC-8
2
2 1
5
4
5
4
1
N.F.P. + 0.05
C-5
5
C-1
C-1
3
3
8
C-2 C-2
4
8 1´
1´
4 CIMIENTO DE ESCALERA
1
1 3
4
3
N.F.P. - 0.425
1´ 6 C-1
C-1
1´
7 C-2
6
3
7 N.F.P. - 0.05
N.F.P. + 0.05
1
1
2
4
2
5
C-1
C-1
1
1 4 Nac e C-8
5 Nace C-8
N.F.P. - 0.05
Cimentación corrida 2. Datos. P D P L P E Muro Confinado F´m=50kg/cm2
to n 22 ton to n 5.4ton to n 0ton
D f 1.00m g a 1.78k g / cm2 M D M L M E
0to n 0to n
m m
37 .00 to n
s 1.60ton / m
3
S / C 200k g / m 2
m
Cimentación corrida 2. Dime Dimens nsio iona nami mien ento to en plan planta ta . a) Carg Cargas as de grav graved edad ad (D+L (D+L))
P
22 5.40
4.61ton / m
5.95 qn qadm ( S / C prom D f ) qn 17.8 (0.20 1.98 x1.0) 15.62ton / m 2 B
P qn
4.61 15 .62
0.30 m
Adoptamos B=0.60m Profundidad Cimentación /m
Ancho mínimo (m)
Df<1.50
0.60
1.50
0.70
2.00
0.80
3.00
0.90
4.00
1.00
Cimentación corrida 2. Dime Dimens nsio iona nami mien ento to en plan planta ta . a) Carg Cargas as de grav graved edad ad (D+L (D+L)) Nota: La posición del muro en un extremo implica excentricidad de la carga, lo que produce una distribución de las presiones del suelo y una torsión en el cimiento. Esto se remedia
cuando
existen
cimientos
perpendiculares perpendiculares a la zapata zapata en cuestión a una distancia tal que la rigidez a flexión
del
cimiento transversal
de
restrinja la torsión
dicha cimentación. La distancia “L” entre cimientos cimientos perpendiculares “L” entre a la cimentación de lindero no debe exceder d.
L
2
6 ps
f´m 50 kg/cm2
L
2
15 ps
f´m 50 kg/cm2
ps : pres pr esion ion sobre el suelo (ton/m2 )
Cimentación corrida 2. Dime Dimens nsio iona nami mien ento to en plan planta ta . b) Carg Cargas as de de grav graved edad ad + sism sismo o (D+L (D+L+E +E))
L
6
5.95 6
qn
- (S/C prom Df ) 1.30qadm
qn
1.30x17.80- (0.20 1.90 x1)
qn
21.04 ton/m2
0.99m e
M P
37 27.40
1.35m
L
3
5.95 3
1.98m
Cimentación corrida 2. Dime Dimens nsio iona nami mien ento to en plan planta ta . b) Carg Cargas as de de grav graved edad ad + sism sismo o (D+L (D+L+E +E))
L 3( - e) 2 5.95 a 3( - 0.35) 2 a 4.88m a
2 P 2 x 27.40 aB 4.88 x 0.60
18.72
max max max max
ton/m2
qn
21.04 ton/m2
Cimentación corrida 2. Calc Calcul ulo o del del es espe peso sorr de de la la cim cimen enta taci ción ón .
Mn Vn
(1.30 f ´c S ) M Mu u
(1.35 f ´c x bd )
0.50
Vu
Pu P u 1.2 5( 22 ) 1.25(5.40 ) 1.00 x 0 Mu M u 1.25( 0) 1.25(0) 1.00 x 37
34 .2 5ton to n
37 .00ton to n m
2 Pu P u 2 x3 4.2 5 20.47ton/m2 u a B 5.6 9 x 0.60 37 L 5 .9 5 e 1.08 0.99m a 3( 1.0 8) 5.6 9m 34 .2 5 6 2
Cimentación corrida 2. Calc Calcul ulo o del del es espe peso sorr de de la la cim cimen enta taci ción ón .
d 80 5 75cm 3
w 0.60 ( x 0.13) 0.50m 4 Mu M u
20.47 x0.50
2
2.56ton m
2 Mu M u 255875 k g m S
2
bd 6
100 x 75 6
2
93750cm3
Mn M n 0.50 x(1.3 80 x93750) Mn M n 545042 kg - m 5.45 ton - m Mn M n 5. 45 ton - m Mu 2.56 ton - m OK
Cimentación corrida 2. Calc Calcul ulo o del del es espe peso sorr de de la la cim cimen enta taci ción ón .
Cortante: No es problema si es que la pendiente de la línea que une la cara del muro m uro con el extremo de la zapata es mayor a la unidad
Cimentación corrida 2. Sobrecimiento. uniformemente distribuidas distribuidas a todo lo largo del del -Las cargas transmitidas no son uniformemente muro (vanos de puertas y ventanas) -El suelo presenta defectos locales (oquedad, etc) -En ambos casos el cimiento actúa como viga -El refuerzo absorbe la variación de temperatura -Refuerzo: Se recomienda emplear una cuantía de 0.0028, cada cara, estribos Ø1/4”
[email protected],
[email protected] ,rto @ 0.25 Usar: 0.13X0.25m As/cara=13x25x0.0028=0.09/ As/cara=13x25x0.0028=0.09/cm2 cm2 Usar: 2Ø 3/8” en cada cara y estribos Ø1/4”
[email protected],
[email protected] ,rto @ 0.25
