jueves, 28 de junio de 2012

Zapatas Aisladas: Comprobación a hundimiento.


La distribución de tensiones bajo una zapata no es uniforme ni igual según la rigidez de la zapata y la naturaleza del suelo, tal y como se puede ver en la figura 7.

                        Figura 7: Distintos casos de distribuciones de tensiones bajo una zapata.

En la práctica, para evitar cálculos complejos, se adoptan distribuciones uniformes o lineales. 

Pueden representarse los siguientes casos:




Corresponde a una distribución uniforme de tensiones con

Corresponde una distribución trapecial de tensiones (figura 8).

             Figura 8: Distribución trapecial de tensiones.          Figura 9: Distribución triangular de tensiones.

Correspondería una distribución triangular con una zona comprimida y una traccionada. Como no puede haber tracción entre el hormigón y el terreno se acepta que se produce una redistribución de tensiones de forma que se produzca un equilibrio de esfuerzos (figura 9).

En el caso de excentricidades respecto a dos ejes es muy útil el empleo del ábaco de la figura 10,  que recoge las excentricidades relativas

 Figura 10: Abaco para la comprobación de tensiones del terreno.

Es tendencia de los nuevos métodos de comprobación y fundamentalmente del Eurocódigo sustituir el bloque triangular, por un diagrama rectángular donde:

 
Figura 11. Diagrama rectangular de tensiones según EC-2


En algunos casos se utilizan zapatas con una excentricidad física del pilar para disminuir la excentricidad mecánica y así reducir las tensiones en el extremo de la zapata o incluso, si las excentricidades son pequeñas, conseguir un reparto uniforme de tensiones (figura 12).

                                   Figura 12: Reparto uniforme de tensiones al desplazar el soporte.

e es la excentricidad mecánica (e = M/N ) y  e’ la excentricidad física del pilar  especto al centro de la zapata. Si coinciden las excentricidades mecánica y física (e=e’)  el reparto de tensiones es uniforme, mientras que si  e es mayor que  e’ el reparto de  ensiones es triangular o trapecial.

                                           Figura 13: Zapata con excentricidad física del pilar.

En el caso de utilizar zapatas con excentricidad física del pilar (figura 13) se pueden utilizar las mismas fórmulas que se han expuesto anteriormente, con las siguientes variaciones:

Para la comprobación a hundimiento se utilizará una excentricidad e igual a: 

En el supuesto de que la excentricidad física se produzca en la misma dirección que la excentricidad mecánica (figura 14), la excentricidad e será igual a:

Figura 14: Excentricidades mecánica y física en la misma dirección. 

Esta solución no es aconsejable pues aumenta el reparto triangular, incrementando las tensiones en el extremo de la zapata y encareciendo su construcción.

En el caso de tener que adoptar esta disposición y se obtengan zapatas excesivamente grandes, es aconsejable el empleo de vigas centradoras, como en el caso de zapatas de medianería.
 

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