armado zapata rígida

7/22/2019 armado zapata rgida

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Ctedra de Ingeniera RuralEscuela Universitaria de Ingeniera Tcnica Agrcola de Ciudad Real

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Tema 24: CIMENTACIONES

Definicin.

Clasificacin de las cimentaciones.

Requisitos esenciales para una buena cimentacin.

La exploracin del terreno: Objetivos.

Cargas admisibles en el terreno.

Asientos admisibles y previsibles.

Estabilidad estructural de las zapatas: Seguridad al vuelco, al

deslizamiento y al hundimiento.

Clculo estructural de las zapatas aisladas. Clasificacin previa. Flexin,

cortante, punzonamiento, adherencia.

Clculo estructural de zapatas corridas.

Clculo de zapatas de hormign en masa.


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Cimentaciones. Zapatas aisladas

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Cimentaciones. Zapatas aisladas.

Tema 4 del libro Elementos de Construccin

Autores: Luis Lpez Garca y Jess Antonio Lpez Perales

ISBN: 84-8250-018-X

Edita: Universidad de Castilla-La Mancha (1.999)


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Tema 4

CIMENTACIONES. ZAPATAS AISLADAS.

1. GENERALIDADES

La cimentacin constituye el elemento intermedio que permite transmitir las

cargas que soporta una estructura al suelo subyacente, de modo que no rebase la

capacidad portante del suelo, y que las deformaciones producidas en ste sean

admisibles para la estructura.

Por tanto, para realizar una correcta cimentacin habr que tener en cuenta las

caractersticas geotcnicas del suelo y adems dimensionar el propio cimiento como

elemento de hormign, de modo que sea suficientemente resistente.

2. REQUISITOS DE UNA BUENA CIMENTACION.

Deber cumplir tres requisitos fundamentales:

a). El nivel de la cimentacin deber estar a una profundidad tal que se encuentre

libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo, capa fretica,

excavaciones posteriores, etc.

b). Tendr unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad portante

del suelo.

c). No deber producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la

estructura.

Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas expansivas, varan

mucho de volumen segn su contenido de humedad. Dichos suelos debern evitarse o

recurrir a unas cimentaciones ms profundas que apoyen en terrenos ms estables.

Otras veces, sin llegar al caso anterior, las alternancias de estaciones secas y

hmedas o la proximidad de rboles caducifolios con riego o la rotura de conducciones

de agua generan hinchamiento del suelo que pueden producir el fallo de la estructura.

Por ello conviene alejar la cimentacin de todas las causas citadas como medida de

precaucin.


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4

Tambin es importante la existencia de cimentaciones colindantes. Debern estar,

si es posible, a la misma profundidad. En el caso de tener que profundizar ms debern

tomarse las precauciones necesarias y tener el mnimo tiempo posible descubierta laexcavacin para producir la menor variacin en el contenido de humedad del suelo.

Siempre es preferible alejar lo ms posible las cimentaciones de construcciones

contiguas.

3. EXPLORACION DEL TERRENO.

La exploracin del terreno es necesaria para proporcionar al ingeniero proyectista

datos sobre:

a). La profundidad de la capa fretica.

b). Las diferentes capas del terreno conociendo su inclinacin, espesor y

caractersticas mecnicas (compresin simple, ensayo triaxial, etc.) y qumicas

(sulfatos, carbonatos, etc.).

c). Muestras del suelo para conocer otras caractersticas mecnicas y la capacidad de

asientos sobre suelos inalterados.

Sobre el nmero y profundidad de las tomas a realizar, bien medianteexcavaciones o mucho ms frecuente mediante sondeos mecnicos. El Ministerio de

Fomento, a travs de su Norma Tecnolgica NTE-CEG Estudios Geotcnicos, los

especifica detalladamente en funcin de las caractersticas del edificio a construir.

4. CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONESSUPERFICIALES.

La capacidad de carga es de difcil evaluacin, pues depende de diferentesfactores como son:

a). De las caractersticas geotcnicas del terreno y dentro de ellas, principalmente del

ngulo de rozamiento interno y de la cohesin del terreno.

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

fretico.

c). Del nivel de cimentacin.


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5

d). De las dimensiones del cimiento.

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

No obstante, cuando el proyectista no tenga datos ms reales proporcionados por

los estudios geotcnicos u otro tipo de exploraciones, puede utilizar bajo su

responsabilidad el cuadro de presiones admisibles en el terreno de cimentacin

proporcionado por la NBE-AE-88 Acciones en la edificacin. Las presiones admisibles

resultan de dividir la carga de hundimiento del terreno por un coeficiente de seguridad

que normalmente es 3.

TABLA 1PRESIONES ADMSIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACION

Presin admisible en kg/cm, para profundidadNaturaleza del terreno de cimentacin en metros de:

0 0.5 1 2 >31. Rocas(1)

No estratificadas 30 40 50 60 60

Estratificadas 10 12 16 20 20

2. Terrenos sin cohesin(2)

Graveras - 4 5 6.3 8

Arenosos gruesos - 2.5 3.2 4 5

Arenosos finos - 1.6 2 2.5 3.2

3. Terrenos coherentes

Arcillosos duros - - 4 4 4

Arcillosos semiduros - - 2 2 2Arcillosos blandos - - 1 1 1

Arcillosos fluidos - - 0.5 0.5 0.5

4. Terrenos deficientes

Fangos En general resistencia nula, salvo que se determine

Terrenos orgnicos experimentalmente el valor admisible.

Rellenos sin consolidar

OBSERVACIONES:

(1) a) Los valores que se indican corresponden a rocas sanas, pudiendo tener alguna grieta.

b) Para rocas meteorizadas o muy agrietadas las tensiones se reducirn prudencialmente.

(2) a) Los valores indicados se refieren a terrenos consolidados que requieren el uso del pico para

removerlos.

Para terrenos de consolidacin media en que la pala penetra con dificultad los valores

anteriores se multiplicarn por 0.8.Para terrenos sueltos, que se remuevan fcilmente con la pala, los valores indicados se

multiplicarn por 0.5.

b) Los valores indicados corresponden a una anchura de cimiento igual o superior a 1 m. En caso

de anchuras inferiores, la presin se multiplicar por la anchura del cimiento expresada en

metros.

c) Cuando el nivel fretico diste de la superficie de apoyo menos de su anchura, los valores de la

Tabla se multiplicarn por 0.8.


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6

5. ASIENTOS ADMISIBLES.

Los asientos admisibles son los asientos totales y diferenciales que puede soportar

la estructura con sus forjados y tabiques, sin que se produzcan daos incompatibles con

el servicio de la misma o en caso extremo su rotura.

Los asientos diferenciales se miden en funcin de la distorsin angular que se

produce por la diferencia de asientos totales entre dos cimentaciones separadas una

distancia determinada.

Como indicacin en la tabla adjunta se sealan los asientos diferenciales

admisibles para diferentes elementos constructivos y estructuras.

TABLA 2ASIENTOS DIFERENCIALES ADMISIBLES (segn SOWERS)

Elemento estructural Asientos diferenciales admisiblesMuros altos continuos de ladrillos 0.0005-0.001L

Edificio de ladrillo, rotura de muros 0.001-0.002L

Rotura de enfoscados 0.001L

Vigas de hormign 0.0025-0.004L

Vigas-pared 0.003L

Vigas metlicas continuas 0.002L

Vigas metlicas simples 0.005LNOTA:

L = distancia entre dos puntos cualesquiera que asientan diferencialmente. Los valores ms altos

corresponden a asientos regulares y estructuras normales. Los menores, a asientos irregulares y

estructuras ms sensibles.

Para evitar los asientos diferenciales debe procurarse que la tensin del terreno

bajo las diferentes cimentaciones sea la misma. No obstante, como el terreno no es

homogneo ni las dimensiones de las cimentaciones son constantes, siempre se

producirn inevitablemente asientos diferenciales.

Como en la prctica los asientos diferenciales son funcin de los asientos totales,es por lo que se suele limitar el valor de stos. Los asientos diferenciales segn diversos

autores oscilan entre los 2/3 y 3/4 del asiento mximo total.

La Norma NBE-AE-88 Acciones en la edificacin limita los asientos totales

segn el tipo de estructura de acuerdo con la tabla 3.


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TABLA 3

ASIENTOS GENERALES ADMISIBLESAsiento general mximo

CARACTERISTICAS DEL EDIFICIO admisible en terrenosSin cohesin

(mm)Coherentes

(mm)Obras de carcter monumental 12 25

Edificios con estructura de hormign armado de

gran rigidez.

35 50

Edificios con estructura de hormign armado de

pequea rigidez.

50 75

Estructuras metlicas hiperestticas. 50 75

Edificios con muros de fbrica. 50 75

Estructuras metlicas isostticas > 50 >75Estructuras de madera.

Estructuras provisionales

Comprobando que no se produce

desorganizacin en la estructura ni

en los cerramientos

El clculo de los asientos totales, inmediatos y diferidos, se realiza mediante las

teoras de Boussinesq, Newmark, Meynhof, etc, que pueden estudiarse en la literatura

especializada y que escapa al contenido de este tema.

6. CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES.

Una primera clasificacin divide las cimentaciones en dos grupos:

- Superficiales: cuando el nivel de cimentacin es inferior a cuatro veces la

dimensin menor del cimiento.

- Profundas: cuando el nivel es superior a diez veces la dimensin menor.

Entre ambos grupos evidentemente hay gran cantidad de casos intermedios.

Dentro de las cimentaciones superficiales nos encontramos a su vez los diferentes

tipos que aparecen en las figuras 1 y 2.

Es tambin interesante la clasificacin de las zapatas, segn la relacin entre sus

dimensiones, en rgidas y flexibles (figura 3).

Dentro de las cimentaciones profundas el caso ms comn es el de pilotes cuyos

diferentes tipos y organizacin se representan en las figuras 4 y 5.


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Figura 1: Diferentes tipos de cimentaciones superficiales.

Figura 2: Otros tipos de cimentaciones superficiales

Figura 3: Zapatas rgidas y flexibles.


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Figura 4: Pilotes prefabricados e in situ.

Figura 5: Cimentaciones profundas. Vista espacial.

7. CALCULO DE ZAPATAS AISLADAS.

7.1. COMPROBACION DE LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL.

Sea una zapata con las dimensiones y situacin que se indica en la figura 6,

sometida a unos esfuerzos en base de pilarN0,M0y V0.


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10

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

superficie acta:

N N B L h B L D h

M M V h

V V

h t= + +

= +

=

0

0 0

0

( )

siendo h y t los pesos especficos aparentes del hormign y del terreno

respectivamente.

Figura 6. Comprobacin de la estabilidad estructural.

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

Comprobacin a vuelco

C

NL

Msv=

2 1 5.

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.

Comprobacin a deslizamiento

Slo a realizar en zapatas no arriostradas horizontalmente.


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11

En el caso de terrenos arenosos:

C N tagV

sdd= 1 5.

En el caso de terrenos con cohesin:

CA C

Vsd

d=

1 5.

Siendo: d= 2

3,y es el ngulo de rozamiento interno del terreno.

C Cd= 0 5. , siendo Cla cohesin del terreno.A=BL, rea de la zapata.

Comprobacin a hundimiento

La distribucin de tensiones bajo una zapata no es uniforme ni igual segn 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 prctica, para evitar clculos complejos, se adoptan distribuciones

uniformes o lineales.

Pueden representarse los siguientes casos:

a). eM

N= = 0

Corresponde a una distribucin uniforme de tensiones con cN

B L=

b). eM

N

L=

6


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12

Corresponde una distribucin trapecial de tensiones (figura 8).

=

+

=

L

e61

BL

N

Le61

BLN

min

max

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

c). eM

N

L

= > 6

Correspondera una distribucin triangular con una zona comprimida y una

traccionada. Como no puede haber traccin entre el hormign y el terreno se acepta que

se produce una redistribucin de tensiones de forma que se produzca un equilibrio de

esfuerzos (figura 9).

NAX

B

ACAX L

e AXL

e

N

L e B

max

max

=

= = =

=

2

3 2

3

2 3

4

3 2

;

( )

En todos los casos deber cumplirse max admisible 1 25. y en el caso de

distribucin trapecial adems

max min admisible+

2

.


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13

En el caso de excentricidades respecto a dos ejes es muy til el empleo del baco

de la figura 10, que recoge las excentricidades relativas xxe

L= , yye

B= .

( )

( )

adm

5

5

4113

4112

144

adm

1

1

ba

N

:5INTERNOPUNTOENTENSION:DZONA

cossen

cos

cossen

sen

3

4

ba

N

ESQUINASBAJOTENSIONES:C-B-AZONAS

=

+

=

+

=

=

=

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


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14

Es tendencia de los nuevos mtodos de comprobacin y fundamentalmente del

Eurocdigo sustituir el bloque triangular, por un diagrama rectngular donde:

Figura 11. Diagrama rectangular de

tensiones segn EC-2

B)e2a(

N

2

0

=

En algunos casos se utilizan zapatas con una excentricidad fsica del pilar para

disminuir la excentricidad mecnica y as reducir las tensiones en el extremo de la

zapata o incluso, si las excentricidades son pequeas, conseguir un reparto uniforme de

tensiones (figura 12).

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

e es la excentricidad mecnica (eM

N= ) y e la excentricidad fsica del pilar

respecto al centro de la zapata. Si coinciden las excentricidades mecnica y fsica (e=e)

el reparto de tensiones es uniforme, mientras que si e es mayor que e el reparto de

tensiones es triangular o trapecial.


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15

Figura 13: Zapata con excentricidad fsica del pilar.

En el caso de utilizar zapatas con excentricidad fsica del pilar (figura 13) sepueden utilizar las mismas frmulas que se han expuesto anteriormente, con las

siguientes variaciones:

5.1M

N'e2

L

Csv

+

=

Para la comprobacin a hundimiento se utilizar una excentricidad eigual a:

= 'e

NMe

En el supuesto de que la excentricidad fsica se produzca en la misma direccin

que la excentricidad mecnica (figura 14), la excentricidad eser igual a:

+= 'e

N

Me

Figura 14: Excentricidades mecnica y fsica en la misma direccin.


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Esta solucin no es aconsejable pues aumenta el reparto triangular, incrementando

las tensiones en el extremo de la zapata y encareciendo su construccin.

En el caso de tener que adoptar esta disposicin y se obtengan zapatas

excesivamente grandes, es aconsejable el empleo de vigas centradoras, como en el caso

de zapatas de medianera.

7.2. CALCULO DE LA ZAPATA COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL.

Clasificacin de las zapatas segn EHE.

Figura 15: Clasificacin de las zapatas segn EHE.

Comprobaciones a realizar para cada tipo de zapatas

TABLA 4Comprobaciones a realizar en zapatas aisladas

TIPO COMPROBACIONES

ZAPATAS Flexin

RIGIDAS Esfuerzo cortante

Fisuracin

Flexin

ZAPATAS Esfuerzo cortante

FLEXIBLES Punzonamiento

Fisuracin

CALCULOS A FLEXION


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Las tensiones que actan sobre las zapatas son las que provienen de las cargas de

la estructura, sin contar el peso del cimiento ni el de las tierras o cargas uniformementerepartidas que actan directamente sobre l.

Como en el proceso de comprobacin de la estabilidad al hundimiento hemos

considerado los pesos antes citados, las tensiones para el clculo de la flexin sern las

anteriormente obtenidas menos las tensiones uniformes producida por el peso propio del

cimiento y del terreno que soporta (ste en el caso de que se tenga seguridad que

exista).

La tensin a descontar ser:

( ) ( ) thth hDh

LB

hDLB

LB

hLB+=

+

=

El clculo a flexin se realiza en cada direccin principal respecto una seccin de

referencia S1que est retrasada respecto el soporte (figura 16).

Figura 16: Clculo a flexin en zapatas aisladas.

'L15.0vm += en el caso de pilar de hormign

'L25.0vm += en el caso de pilar de ladrillo o mampostera

4

cavm 1

+= en el caso de pilar metlico con placa (figura 17)


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18

siendoLla dimensin del soporte, a1y b1las dimensiones de la placa, y cel canto del

perfil o perfiles metlicos del soporte.

Figura 17: Vuelo de clculo en una zapata con pilar metlico.

En el caso de reparto trapecial (figura 18) puede adoptarse una tensin media

obtenida del siguiente modo:

max min

min

L L m

=

= +

'

'1

A efectos de clculo de momentos se toma:

= +max 12

Figura 18: Tensiones de clculo en reparto trapecial.

Como hemos indicado, el clculo debe repetirse en direccin perpendicular al

momento principal.


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19

Para la determinacin de las armaduras necesarias hay que distinguir dos mtodos

segn sean zapatas rgidas o flexibles.

A)Zapatas rgidas:

Se colocan basndose en suponer bielas comprimidas de hormign cosidas

inferiormente por un tirante CD.

Figura 19. Red de isostticas de una zapata aislada.

Segn esta hiptesis la armadura principal para resistir la traccin ser:

Figura 20. Modelizacin de una zapata rgida segn el mtodo de bielas y tirantes.

)a25.0x(d85.0

RT 1

d1d

=

siendo


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20

2

L

B2R

1max

d1

+

=

y

d1

1max2

1R

B6

2

4

L

x

+

=

Si las tensiones de clculo no se han mayorado previamente, ser necesario

mayorar el valor de Td.

En cuanto a los anclajes, en zapatas rgidas con vh, debern construirse de lasiguiente manera si se hace por adherencia.

Si neta.bl704

L , basta con prolongacin recta.

Si neta.bneta.b l704

Ll7.0 , basta con una terminacin en patilla

normalizada.

Si neta.bl7.0704

L


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21

2

fd mB2

1M =

Con los significados anteriormente indicados.

En cuanto los anclajes, si se hacen por adherencia se deber proceder del siguiente

modo:(tambin es aplicable a zapatas rgidas con v>h ).

Si 70h62.1vl neta.b , prolongacin recta.

Si 70h62.1vl7.0 neta.b , prolongacin con patilla normalizada.

Si 70h62.1vl7.0 neta.b > , se dispondr una prolongacin hacia arribade valor:

7.0

70h62.1vll neta.b

1

=

expresando todas las dimensiones en mm.

El anclaje tambin puede realizarse, como en el caso de zapatas rgidas, con

soldadura de una barra transversal al final de la armadura principal.

En el caso de zapatas cuadradas la disposicin de armaduras ser idntica en

ambas direcciones. En el caso de zapatas rectangulares la armadura principal (paralela

al lado L) se distribuye uniformemente. La armadura paralela al lado menor se reparte

de forma que la armadura transversal necesariaAs.trse distribuya en una proporcin

LB

BA2 tr.s

+

en un anchoBa ambos lados del soporte y el resto uniformemente en los dos extremos,

aunque en la prctica se mantiene la misma separacin de los redondos.

Nunca una direccin tendr una armadura inferior al 20% por unidad de anchura

respecto a la ortogonal, por lo que en el caso de que la armadura transversal sea

exclusivamente una armadura de reparto, se tomar:

str.s AB

L20.0A =

Como es razonable elegir los redondos de la armadura de reparto del mismo

dimetro que las barras de la armadura longitudinal, y teniendo en cuenta que la


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relacin psima de separaciones entre redondos es 10 cm y 30 cm, se tomar como

longitud neta de anclaje para la armadura transversal lb.neta.tr el valor:

neta.bneta.b

s

str.neta.b l6.0l

A33.0

A2.0l =

=

Como recomendaciones indicaremos que el espesor mnimo para zapatas de

hormign armado debe ser 25 cm y para zapatas de hormign en masa 35 cm.

La EHE recomienda utilizar redondos tal que 12 25 (es preferible nosuperar el dimetro 20). La separacin entre dichos redondos ser tal que 10 30 S cm. Las armaduras obtenidas se prolongarn sin reduccin de un borde a otro de la

zapata.

Asimismo, se debe disponer de una capa de hormign de limpieza en la base del

cimiento (que no se considera en el clculo) de espesor 10 cm.

Como se ha indicado anteriormente, si la zapata se hormigona contra el terreno

(que es lo habitual), el recubrimiento lateral ser de 70 mm.

En el caso de zapatas excntricas se calcula la armadura correspondiente a cada

vuelo (rgida o flexible) y se prolonga en ambos sentidos con la armadura ms

resistente.

Con respecto a las longitudes de anclaje en las zapatas excntricas, la longitudL

que figura en las frmulas debe tomarse como el doble de la longitud del vuelo que

estamos considerando.

Aunque la EHE no establece cuantas geomtricas mnimas, es aconsejable fijar

un valor mnimo a criterio del proyectista por razones de fragilidad, que aconseja sea no

inferior al 1,5 000

COMPROBACIN A ESFUERZO CORTANTE.

La EHE no especifica ninguna comprobacin para las zapatas rgidas. No obstante

es conveniente realizar la comprobacin a partir de v>h tanto para los cimientos rgidos

como para las zapatas flexibles.

La seccin de referencia se indica en la figura 21 a una distancia dde la cara del

pilar.

( )dvBV fd =


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23

El esfuerzo de agotamiento viene dado por la frmula:

dB)f100(12.0V 31ck1cu =

debindose cumplir que V Vd cu .

Figura 21: Seccin de referencia en la comprobacin a esfuerzo cortante

En la frmula anterior,fckviene expresado en N/mm2, el valor de viene definido

por:

d

2001+= , con den mm

y 1es la cuanta geomtrica de la armadura de traccin, expresada en tanto por uno,

que no debe superar 0.02. Para acero B500S, 1se multiplicar por 1.25, y el lmite del

2% se reducir al 1.6%.

COMPROBACION A PUNZONAMIENTO

Comprobacin a punzonamiento

El permetro crtico es el definido en la figura 22:


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24

Figura 22.Determinacin del permetro crtico en la comprobacin a punzonamiento.

La fuerza de punzonamiento ser:

)d4)ba(d4baba(V 2111122tfpd +=

y la superficie de punzonamiento:

d)d2ba(2S 11p ++=

Deber cumplirse que:

pcupd SVV

donde 31

ckcu )f100(12.0V = , con los mismos significados que en los apartados

anteriores, sin otra diferencia que 21 = , siendo 1 y 2 las cuantas geomtricas

en las direcciones principales

COMPROBACION DE LA COMPRESION LOCALIZADA EN LA CARASUPERIOR DE LA ZAPATA

Habitualmente no es una situacin crtica, pero puede serlo cuando los

hormigones del soporte y de la zapata sean muy diferentes. Siempre se debe comprobar

en zapatas de hormign en masa.

N N A f A fcd d s yd s yd= + '

Siendo: Nd: axil de clculo del soporte.

As: armadura comprimida del soporte.

As' : armadura traccionada del soporte.


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Figura 23: Comprobacin de la compresin localizada en la cara superior de la zapata.

Segn la EHE se deber cumplir:

N A fA

Af Acd c cd

c

ccd c < 1

113 3.

donde Ac1=ABCD y Ac=ABCD.

Para la aplicacin de esta frmula deber cumplirse que:

ha b

a b

+

2 2

2 2

COMPROBACIN A FISURACIN

En general la comprobacin a fisuracin debe realizarse en clase de exposicin

hmeda, es decir clase II. Por ello el ancho de fisura mximo ser wmx=0.3 mm. Si las

zapatas estn permanentemente sumergidas en agua no es necesario la comprobacin,

pues no existe peligro de corrosin en las armaduras.

La comprobacin debe hacerse en estado de servicio (la fisuracin es un estado

lmite de utilizacin) para cargas casi permanentes, lo que en la prctica significa en la

mayora de edificios 0.75(g+q) siendogla carga permanente y qla sobrecarga de uso.

Se aconseja unos recubrimientos mnimos de 30 mm para la armadura principal,

sobre el hormign de limpieza.

Para el clculo de la fisuracin se puede utilizar el procedimiento general de la

EHE o bien emplear las siguientes tablas basadas en el Eurocdigo EC-2, que son

perfectamente tiles a nivel de proyecto.


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TABLA 5Dimetro mximo de barras de alta adherencia que hacen

innecesaria la comprobacin de fisuracinwk0.3 mm segn EC-2

mximo de la barra (mm)Tensin del acero s(N/mm

2)Seccin armada

160 32

200 25

240 20

280 16

320 12

360 10

400 8

450 6

Nota: El valor de s puede ser estimado mediante la expresin

s

sAd88.0

M

= dondeMes el valor caracterstico del momento

flector en la combinacin de acciones bajo la que se comprueba la

fisuracin. En zapatas rgidass

ds

A

T= , debiendo estar el valor de

la traccin sin mayorar.

TABLA 6Separacin mxima entre barras de alta adherencia que hacen

innecesaria la comprobacin de fisuracinwk0.3 mm segn EC-2

Separacin mxima entre barras (mm)Tensin del acero s(N/mm

2)Flexin pura Traccin pura

160 300 200

200 250 150

240 200 125

280 150 75

320 100 360 50

Nota: El valor de s puede ser estimado mediante la expresin

s

sAd88.0

M

= donde M es el valor caracterstico del momento

flector en la combinacin de acciones bajo la que se comprueba la

fisuracin. En zapatas rgidass

ds

A

T= , debiendo estar el valor de la

traccin sin mayorar.


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27

8. UNION DEL SOPORTE A LA ZAPATA. ARMADURAS DE ESPERA.

Aunque propiamente no forma parte del clculo de una zapata, se incluye en este

captulo, pues las armaduras de anclaje del pilar en la zapata debern ser objeto de

detenido estudio y cuidadosa realizacin en las cimentaciones de hormign armado.

Figura 24: Armaduras de espera.

La junta de hormigonado B-B (figura 24) se deber dejar tal y como queda

despus del hormigonado de la zapata. Antes de hormigonar el pilar se deber limpiar

con agua a presin o chorro de aire para eliminar el polvo y los restos depositados. No

se debe cepillar, ni rascar o fratasar, ya que se ha comprobado que los resultados no son

satisfactorios.

La longitud l1ser el solape entre armaduras de espera y las del pilar.

La longitud de anclaje l2de la espera debe desarrollarse en el tramo recto, lo que

obliga a menudo a aumentar el canto de la zapata (para H-25, acero B400S y 20, l2=48cm.). Si se quiere reducir la longitud l2y por tanto el canto de la zapata, se puede poner

ms de un redondo por cada uno del pilar, de modo que tengan igual o superior

capacidad mecnica (por ejemplo, sustituir 216 por cada 20 con l2=31 cm).

Esta disposicin se representa en la figura 25.

Figura 25: Disposiciones posibles de la armadura de espera.

La patilla de apoyo sobre el emparrillado ser superior a la separacin entre los

redondos tanto en un sentido como en otro, y en cualquier caso no menor de 20 cm.


28/31


28

9. ZAPATAS DE HORMIGON EN MASA.

Las zapatas de hormign en masa presentan hoy en da escaso inters. No

obstante, para cargas de poca importancia (caso de muchas construcciones agrcolas)

puede ser interesante econmicamente.

Para poder realizar una zapata de hormign en masa ser necesario comprobar que

la tensin de traccin producida por la flexin en la seccin de referencia no sea

superior a la resistencia del hormign a flexotraccin.

Segn la EHE, la expresin que determina la resistencia a flexotraccin delhormign viene dada por:

c

3 2

ck

td

f0.21

=

y la tensin de flexin producida en la seccin de referencia es:

2

dd

hB

M6

=

Una vez comprobado que esta condicin se cumple hay que realizar las

comprobaciones a compresin localizada en la cara superior de la zapata y a

punzonamiento.

COMPROBACION DE LA COMPRESION LOCALIZADA EN LA CARASUPERIOR DE LA ZAPATA

Al aumentar las resistencias del hormign segn la EHE, no suele haber

problemas. Deber cumplirse que: cdc

d f85.0

A

N<

Adems se realizara lo descrito en el apartado 7.2.

COMPROBACION A CORTANTE Y PUNZONAMIENTO

Se realizar en la misma seccin de referencia que para las zapatas rgidas.

Suponiendo que dicha seccin queda dentro de la zapata deber verificarse que:


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29

d

5.1

f21.0V

3 2

ck

d

En el caso de punzonamiento no se deber superar el doble del valor anterior.

Tambin deber tenerse en cuenta la compresin localizada en la cara superior de

la zapata tal y como se ha descrito anteriormente.

10. VIGAS DE ATADO ENTRE ZAPATAS.

Este aspecto se desarrollar con detenimiento en el captulo siguiente,

Cimentaciones superficiales especiales, aunque su aplicacin es general y afecta por

entero a las zapatas aisladas.

11. ZAPATAS CONTINUAS BAJO MURO.

Se emplean en las cimentaciones de muros de carga y su estudio se efecta sobre

un tramo de unidad de longitud.

En general se aplican los mismos clculos que en el caso de las zapatas aisladas.

11.1. COMPROBACION DE LA ESTABILIDAD ESTRUCTURAL.

Se realiza por metro lineal de longitud con las mismas comprobaciones que en el

caso de zapatas aisladas. No hace falta realizar la comprobacin a deslizamiento, que de

hacerse se efectuara sobre la longitud total de la zapata.

11.2. CALCULO COMO ELEMENTO ESTRUCTURAL.

CALCULO A FLEXION

Igual que en el caso de aisladas, con la particularidad ya citada de que debe

hacerse por unidad de longitud.


30/31


30

Se recuerda que la armadura transversal, es decir, la paralela al muro debe cubrir

como mnimo un 20% del momento que soporta la armadura principal (en sentido

perpendicular al muro).

COMPROBACIONES DE FISURACION Y ANCLAJE.

Igual que en caso de zapatas aisladas.

COMPROBACION A LA COMPRESION LOCALIZADA EN LA CARASUPERIOR DE LA ZAPATA

Esta comprobacin no es necesaria generalmente salvo en el caso de que la

resistencia del material del muro supere en ms del 60% a la del hormign de la zapata.

11.3. CASO PARTICULAR DE HUECOS EN LOS MUROS SOBREZAPATAS CONTINUAS.

Figura 26. Huecos en los muros sobre zapatas continuas.

Si el hueco tiene una longitud lE I

K>

1 75

44. se deber calcular como viga de

cimentacin. En la expresin anterior K es el mdulo de balasto, I el momento de

inercia de la seccin del cimiento y E el mdulo de deformacin del hormign del

cimiento. Puede tomarse 20000 N/mm.

El caso ms frecuente es que la comprobacin anterior no se verifique. Entonces

se coloca una armadura superior e inferior capaz de absorber un momento:

M MB l

d df

1 2

14

= =


31/31


La armadura superior se anclar con una longitud correspondiente a la posicin II

y la inferior a la posicin I. Para la armadura inferior se contar con la existente de

reparto de ambos lados del hueco. Se dispondr una armadura transversal(perpendicular al muro) que cubra al menos el 20% deMd1.

11.4. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS DE LAS ZAPATASCONTINUAS.

Se recomiendan las mismas disposiciones y cuantas que las indicadas en el caso

de zapatas aisladas.

Se recomienda disponer de juntas de hormigonado y retraccin entre 10 y 15 m

segn estemos en una estacin calurosa o fra.

armado zapata rígida

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