Diseño de Cimentación de Postes de Concreto

Diseño de Cimentación de Postes de Concreto El Diseño de la cimentación de un poste de concreto armado de 8.0 m de longitud con un diámetro inferior de 0.12 m; diámetro superior de 0.24 m y una carga de Trabajo de 200 Kg, para las siguientes condiciones. Consideramos tierra 1/10

longitud

bajo

0.12m

0.075m

Tipos de Terrenos: a) Terreno pantanoso:

 = 0,5 / /22

(1) 8.0m

b) Terrenos muy Blandos:

 = 0,8 / /22

(2)



Calculo del volumen:

 = ℎ.12 . + . + (.)(.) − ℎ.4   

Reemplazando los datos:

 +0.24 + 0.120.24) − 8.0 0.075  = 8.0 (0.12 12 4  = 0.1757 

En seguida calculamos el área:

Á = 4 . −   Á = 4 0.24 −0.075  Á = 0.0408 Por Lo tanto:

Solución N° 01 para cimentar en los dos tipos de suelo: 0.12m

0.075m

L L

8.00m

0.80m

0.80m

0.24m

Una posible solución es ponerle una base cuadrada.

c)

 +2400×0.15819 2400×0.85 5000 =   = 0.3581   Para el Terreno muy Blando  = 0.8  =8000     +2400×0.15819 2400×0.85 8000 =   = 0.2524 OBSERVACIÓN, COMO NO PODEMOS CIMENTAR EN AGUA, ENTONCES CONSIDERAMOS LO SIGUIENTE: 

Área de la base = L 2



Volumen de la base = 0.45L2

–  =  Á −  ∗  )  = ( ∗  Á

 = 0.3581 ):  =  + 

Calculamos (utilizando el mismo L del caso anterior,

 = 2400× + 2400 ×  

Calculamos el  :

 = ℎ.12 . + . + (.)(.) − ℎ.4    +0.24 + 0.240.12) − 7.20× 0.075  = 7.20× (0.12 12 4  = 0.158193 Reemplazamos:

 =2400×0.15819+2400×0.1645 Reemplazamos:



= 2400 × 0.1582 + 2400 × 0.1645 − 1000 × 0.1645 = 4765.47 /2

Solución N° 02 para cimentar por método Zulzberger:

0.12m

b a

8.00m

t

0.80m

0.24m

A. GESTRUCTURA : Suma de las cargas que actúan en forma vertical con respecto al poste.

 =  + 

... (1)

B. GBLOQUE : Es la carga del bloque en función a las dimensiones del agujero para el empotramiento del poste.

 =   ∗  −   ∗ ∅  ∗  ∗  ... (2) C. GTERRENO : Es la carga del bloque en función a las dimensiones del agujero para el empotramiento del poste.

 = { [ ∗  +  + 2 ∗  ∗ t a n  + 2 ∗  ∗ t a n  + √  ∗  ∗  + 2 ∗  ∗ t a n   + 2 ∗  ∗ t a n  ] −  ∗  ∗  } ∗  ... (3) Por lo tanto se suman todas las cargas que existen: G = GESTRUCTURA + GBLOQUE + GTERRENO (N) D. Momento en la punta del poste: Se halla el momento en la punta del poste con respecto a la longitud libre expuesta al viento.

CALCULOS Y RESULTADOS DE CIMENTACIÓN METODO SULZBERGER Cálculo de Profundidad:

Tipo Cimentación

G estructura (N)

G bloque concreto (N)

G terreno (N)

G (N)

M (N-m)

M b (N-m)

M s (N-m)

C t (N/m 3 )

t (m)

III

5951

10815.29

2748.32

19515.10

15466.67

6244.83

9221.83

2943000

0.80

IV

5951

10815.29

7187.91

23954.69

15466.67

7665.50

7801.17

5886000

0.80

G t (N)

G (N)

C t (N/m 3 )

C b (N/m 3 )

tan  1

tan  2

M s (N-m)

M b (N-m)

Cálculo de Estabilidad

G bloque concreto Tipo Cimentación (N) III

1 08 15 .2 9

2 74 8. 32

1 951 5. 10

2943000

2943000

0.0039

0.0259

3013.632

9040.90

IV

1 08 15 .2 9

7 18 7. 91

2 395 4. 69

5886000

5886000

0.0095

0.0159

669.696

2009.09

Tipo Cimentación

M s + M b (N-m)

M s /M b

s

M (N-m)

III

12054.53

0.33

1.3368

15266.67

No cumple los requerimientos

IV

2678.78

0.33

1.2312

15266.67

No cumple los requerimientos

M s  M b  sM

RESULTADO: En un principio no cumple con los requerimientos ya que para el diseño de la cimentación en un poste tiene en relación:



El tipo de terreno donde será instalado el poste, ya que presenta distintos parámetros geológicos en el terreno.



Las dimensiones del hoyo para el empotramiento del poste; es decir, que mientras haya más profundidad y diámetros del hoyo más grande tendrá mayor estabilidad el poste. Pero lo que aumentaría sería los agregados y materiales que ingresarían al momento de la cimentación.



Otro punto en observación es si aumenta el ángulo d e inclinación del agujero, es decir el máximo gi ro permisible para llegar

CALCULOS Y RESULTADOS DE CIMENTACIÓN - POSTES DE 8.0 m

METODO SULZBERGER Cálculo de Profundidad: Tipo Cimentación

G estructura (N)


G terreno (N)

G (N)

M (N-m)

M b (N-m)

M s (N-m)

C t (N/m 3 )

t (m)

III

5951

31753.75

6946.82

44652.07

15733.33

21432.99

-5699.66

3678750

0.80

IV

5951

40384.10

22683.44

69019.03

15733.33

37270.28

-21536.94

7357500

0.80

G t (N)

G (N)

C t (N/m 3 )

C b (N/m 3 )

tan  1

tan  2

M s (N-m)

M b (N-m)

Cálculo de Estabilidad G bloque concreto Tipo Cimentación (N) III

25255.61

5912.12

37119.22

2943000

2943000

0.0049

0.0146

4520.448

45769.54

IV

32159.89

19372.60

57483.98

5886000

5886000

0.0136

0.0079

3390.336

15822.16

Tipo Cimentación

M s + M b (N-m)

M s /M b

s

M (N-m)

III

50289.98

0.10

1.383

15266.67

Cumple los requerimientos

IV

19212.50

0.21

1.2312

15266.67


M s  M b  sM

CUADRO RESUMEN DE CIMENTACIÓN .

Tipo de Cimentación

Empotramiento Empotramiento Descripción

Lado a

Solado 0.10 2

Excav. 3

t1 (m)

t (m)

(m)

(m )

(m )

Volumen de relleno (m 3)

Eliminación (m3)

III

Con Concreto ciclopeo C:H;1:8+25% PM

0.70

0.80

1.20

1.44

1.30

c/concreto ciclopeo 1.05

1.62

IV


0.70

0.80

1.35

1.82

1.64


2.05

PROPORCIÓN DE MATERIALES AGREGADOS DE CIMENTACIÓN CONCRETO CICLÓPEO Tipo de Cimentación

Volumen de

Relación

relleno m

3

Cantidad PM Volumen de m

3

cemento m

3

Cantidad de

Bolsas de cemento

hormigón m 3

III

1:8 + 25% Piedra Mediana

0.85

0.212

0.04

1.49

0.42

IV

1: 8 + 25% Piedra Mediana

1. 19

0.298

0.06

2.10

0.60

Bolsas de cemento

Cantidad de hormigón m 3

1 Bolsa de Cement

0.02832 m

3

CONCRETO SIMPLE (SOLADO 0.10) Volumen de

Cantidad

Volumen de


Relación

III

1:12 + 30% Piedra Chica

0.10

0.030

0.01

0.19

0.06

IV


0.10

0.030

0.01

0.19

0.06

Cantidad PM

Cantidad Pmediana

Bolsas de cemento

hormigón m

solado m

3

Pchica m

3

cemento m

3

CANTIDAD TOTAL DE MATERIALES AGREGADOS Tipo de Cimentación

Relación

m

3

Cantidad de 3

Cantidad de Agua e n m

III


0.21

0.030

1.68

0.49

0.03

IV


0.30

0.030

2.29

0.66

0.04

3

DISEÑO EN POSTES DE CONCRETO DE 8 M Y 11 M

MENTACIÓN DE ESTRUCTURAS - METODO SULZBERG

Datos Preliminares Tipo de Cimentación

Tipo III

Tipo III

Und

Características de Estructuras Longitud total Ø base Ø punta Carga de Trabajo Longitud libre expuesta al viento

: : : : :

1 8.00 0.24 0.12 200.00 7.20

1 11.00 0.35 0.18 200.00 9.90

m m m Kg m

Dimensiones iniciales de cimentación Lado a Profundidad t

: :

1.20 0.80

1.20 1.10

m m

Empotramiento de Poste t1

:

0.80

1.10

m

Ø empotramiento

:

0.23

0.33

m

Características del Terreno

:

1 Terreno : pantanoso : 650

1 Terreno pantanoso 650

Naturaleza del terreno Peso específico aparente g

Kg/m3

:

0.75

0.75

Kg/cm3

:

0.05

0.05

m

:

3

3

º

2300

2300

Kg/m3

Indice de compresibilidad C Coeficiente de la fricción entre terreno y concreto m Angulo de la tierra gravante b º Datos complementarios

:

Peso Unitario Concreto simple

:

CALCULOS Y RESULTADOS DE CIMENTACIÓN

METODO SULZBERGER Cálculo de Profundidad: Tipo Cimentación

G estructura (N)


G terreno (N)

G (N)

M (N-m)

M b (N-m)

M s (N-m)

C t (N/m 3 )

t (m)

III

5951

25255.61

5912.12

37119.22

15466.67

17817.23

-2350.56

2943000

1.00

IV

15458

33636.25

7398.44

56493.08

21266.67

27116.68

-5850.01

4046625

1.30

G t (N)

G (N)

C t (N/m 3 )

C b (N/m 3 )

tan  1

tan  2

M s (N-m)

M b (N-m)

3678750

3678750

0.0030

0.0140

11036.25

57211.92

4782375

4782375

0.0020

0.0154

31520.63363

74375.50

Cálculo de Estabilidad G bloque concreto Tipo Cimentación (N) III

31753.75

6946.82

44652.07

IV

40134.39

8170.92

63763.71

Tipo Cimentación

M s + M b (N-m)

M s /M b

s

M (N-m)

III

68248.17

0.19

1.383

15533.33


IV

105896.13

0.42

1.383

21333.33


M s  M b  sM

CUADRO RESUMEN DE CIMENTACIÓN .


Empotramiento Empotramiento Descripción

Lado a

Solado 0.10 2

Excav. 3

t1 (m)

t (m)

(m)

(m )

(m )

Volumen de relleno (m3)

Eliminación (m3)

III


0.90

1.00

1.20

1.44

1.58


1.98

IV


1.20

1.30

1.20

1.44

2.02


2.52

PROPORCIÓN DE MATERIALES AGREGADOS DE CIMENTACIÓN CONCRETO CICLÓPEO Volumen de

Cantidad PM Volumen de


Relación

III


1.13

0.284

IV


1.57

0.392

1 Bolsa de Cement

relleno m

0.02832 m

3

m

3

Cantidad de

Bolsas de cemento

hormigón m 3

0.06

2.00

0.57

0.08

2.77

0.78

Bolsas de cemento

Cantidad de hormigón m 3

cemento m

3

3

CONCRETO SIMPLE (S OLADO 0.10) Volumen de

Cantidad

Volumen de


Relación

III


0.10

0.030

0.01

0.19

0.06

IV


0.10

0.030

0.01

0.19

0.06

Cantidad PM

Cantidad Pmediana

Bolsas de cemento

Cantidad de

Cantidad de

m3

hormigón m 3

Agua e n m 3

solado m

3

Pchica m

3

cemento m

3

CANTIDAD TOTAL DE MATERIALES AGREGADOS Tipo de Cimentación

Relación

III


0.28

0.030

2.19

0.63

0.04

IV


0.39

0.030

2.96

0.85

0.06

ANEXOS

Peso específico aparente Kg/m 3

Naturaleza del terreno

Presión admisible Kg/cm²

Indice de Angulo de la tierra gravante compresibilidad (2) C Kg/cm 3 (1) Vegetable movido

0.05

0.1

1.5

5

3

20º

0.2

0.2

1.5 3

5 5

3 3

30º 25º

0.3 0.3

0.5 0.4

6.5

8

6

25º

0.4

0.5

8

6

30º

0.6

0.7

12

10

25º

0.4

0.5

12

10

35º

0.4

0.5

15

12

37º

0.4

0.5

20

20

40º

0.4

0.5

A rena fi na humeda Arcilla blanda

1700 1700

Arcilla mediodura seca

1700

6

Arcilla fina seca

1700

7.5

7

Arcilla rígida

1700

10 12

3 4 5

C

hasta 0,8

Arena gruesa y pedregullo

1700

9 E

Arcilla gruesa dura

1700

10 F

Rígido pedregullo y cantorodado

8

D

Escabroso

---

1700

B

Liso

0.75

Terrenos muy blandos

2

Coeficiente de la fricción entre terreno y concreto

3 3 3

650

hasta 0,5

Ángulo de Fricción interna

5 5 5

Laguna, aguazal, terreno pantanoso

1 A

º

hasta 1,8

hasta 3,0

hasta 4,0

1700

hasta 5,0

14.5

para la roca g=2400 kg/m3 y la presion admisible para roca debilitada por efectos geologicos se acepta igual a 10kg/cm2; para rocas sanas hasta 23kg/c (1) el indice de c ompresibilidad se refiere a la profundidad de 2m; para el fondo de excavación "Cb" se puede aumentar hasta 1.2C para las paredes (2) para las categorias B hasta F y terrenos con buena cohesion se puede aumentar b por 5º

Fuente: Sociedad de estudios y proyectos de electrificación SEPE

M s M b

s

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,500

1,383

1,317

1,260

1,208

1,150

1,115

1,075

1,040

1,017

1,000

Diseño de Cimentación de Postes de Concreto

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