viernes, 29 de junio de 2012

Cálculo de la zapata Aislada como Elemento Estructural.


Clasificación de las zapatas según EHE.
                                          Figura 15: Clasificación de las zapatas según EHE.

Comprobaciones a realizar para cada tipo de zapatas

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.
 

miércoles, 27 de junio de 2012

Zapatas Aisladas: Comprobación a deslizamiento.



Sólo a realizar en zapatas no arriostradas horizontalmente.

En el caso de terrenos arenosos:


En el caso de terrenos con cohesión:


martes, 26 de junio de 2012

Zapatas Aisladas: Comprobación a vuelco.





tomando este valor de 1.5 como coeficiente de seguridad. 

Algunos autores recomiendan no considerar el peso del terreno sobre el cimiento por ser un valor estabilizador que puede no existir accidentalmente.

lunes, 25 de junio de 2012

Cálculo de zapatas Aisladas: Comprobación de la estabilidad estructural.



Sea una zapata con las dimensiones y situación que se indica en la figura  6, sometida a unos esfuerzos en base de pilar N0, M0 y V0.

Estudiemos la superficie de contacto entre la zapata y el suelo (figura 6). En esta superficie actúa:




siendo γh y γt los pesos específicos aparentes del hormigón y del terreno respectivamente.

                                        Figura 6. Comprobación de la estabilidad estructural.

Habrá que realizar las comprobaciones a vuelco, a deslizamiento y a hundimiento.

domingo, 24 de junio de 2012

ASIENTOS DIFERENCIALES Y GENERABLES ADMISIBLES.



Los asientos admisibles son los asientos totales y diferenciales que puede soportar la estructura con sus forjados y tabiques, sin que se produzcan daños incompatibles con el servicio de la misma o en caso extremo su rotura.

Los asientos diferenciales se miden en función de la distorsión angular que se produce por la diferencia de asientos totales entre dos cimentaciones separadas una distancia determinada.

Como indicación en la tabla adjunta se señalan los asientos diferenciales admisibles para diferentes elementos constructivos y estructuras.


Para evitar los asientos diferenciales debe procurarse que la tensión del terreno bajo las diferentes cimentaciones sea la misma. No obstante, como el terreno no es homogéneo ni las dimensiones de las cimentaciones son constantes, siempre se producirán inevitablemente asientos diferenciales.

Como en la práctica los asientos diferenciales son función de los asientos totales, es por lo que se suele limitar el valor de éstos. Los asientos diferenciales según diversos autores oscilan entre los 2/3 y 3/4 del asiento máximo total.

La Norma NBE-AE-88 Acciones en la edificación limita los asientos totales según el tipo de estructura de acuerdo con la tabla 3.


El cálculo de los asientos totales, inmediatos y diferidos, se realiza mediante las teorías de Boussinesq, Newmark, Meynhof, etc, que pueden estudiarse en la literatura especializada y que escapa al contenido de este tema.



jueves, 21 de junio de 2012

CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES.



La capacidad de carga es de difícil evaluación, pues depende de diferentes factores como son:

a). De las características geotécnicas del terreno y dentro de ellas, principalmente del ángulo de rozamiento interno y de la cohesión del terreno.

b). De la estratificación de las diferentes capas de suelo y la profundidad del nivel freático.

c). Del nivel de cimentación.

d). De las dimensiones del cimiento.

e). Del tipo de carga (dirección, excentricidad, periodicidad, etc).

No obstante, cuando el proyectista no tenga datos más reales proporcionados por los estudios geotécnicos u otro tipo de exploraciones, puede utilizar bajo su responsabilidad el cuadro de presiones admisibles en el terreno de cimentación proporcionado por la NBE-AE-88 Acciones en la edificación. Las presiones admisibles resultan de dividir la carga de hundimiento del terreno por un coeficiente de seguridad que normalmente es 3.

TABLA 1 PRESIONES ADMSIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACION

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