mi proyecto de investigacion

CIMIENTO ADECUADO PARAUNA EDIFICACIÓN DE 10

PISOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE BARRANCA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE BARRANCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

TEMA: CIMIENTO DE UNA EDIFICIO

AUTOR: VALDEZ OCROSPOMA HUGO

ASIGNATURA: MÉTODO DE ESTUDIO

1



BARRANCA-PERÚ

2014

2

A mis padres en agradecimiento a sus enseñanzas.



PRESENTACIÓN

En el campo laboral de la construcción, el tema

crítico es la preocupación de los fenómenos naturales

como: temblores, terremotos, etc. Porque lo primero que

afectan son las viviendas más si las ciudades están

ubicadas en zonas símicas y al momento de las

construcciones no toman en cuenta esos detalles que podría

ser fatal, no solo afecta en pérdida de bienes sino también

de vidas humanas.

En este presente trabajo iremos conociendo los

procedimientos a base de los requerimientos legales que se

considera en el ámbito de la construcción, para garantizar

confianza y seguridad. Además ver la intervención y

aplicación de la tecnología y los aditivos en la

elaboración de los cimientos, sea positiva o negativa, al

leer este proyecto podremos identificar con facilidad las

3



fallas que se observan al momento de la construcción, para

poder ratificarlo y no tener dificultades posteriormente.

ÍNDICE

DEDICATORIA……………………………………………………………………….02

PRESENTACIÓN…………………………………………………………………….03

ÍNDICE………………………………………………………………………………...04

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….07

DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD………………………………………………...08

USO DE LA TECNOLOGÍA VENTAJAS Y DESVENTAJAS………………...….09

4



IMPORTANCIA DE LAS MAQUINARIAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE

CIMENTACIONES…………………………………………………………………...10

IMPLEMENTACIÓN EN LA CONSTRUCCIÓN DE SISMO RESISTENTE…...10

DESCRIPCIÓN DIAGNÓSTICO……………………………………………………11

PRONÓSTICO………………………………………………………………………..11

FORMULAR PROBLEMA…………………………………………………………...12

¿Qué es una

estructura?.............................................

............................... 12

¿Por qué es tan importante la

productividad?..........................................

...12

¿Cómo se determina la producción de los

equipos?..................................13

¿Qué maquinarias se usan mayormente para la excavación

de zanga?....13

OBJETIVO ESPECÍFICO……………………………………………………………14

OBJETIVO GENERAL……………………………………………………………….14

CAPÍTULO I

1. LA CIMENTACIÓN………………………………………………………………..15

1.1. Definición del cimiento……………………………………………………….16

5

http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/2013/12/16/produccion-maquinaria/


http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/2014/02/11/por-que-es-tan-importante-la-productividad/




1.2. Clasificación general de las

cimentaciones……………………………….17

1.2.1. Cimentaciones

superficiales………………………………………...17

A. Cimentaciones ciclópeas…………………………………………17

B. Zapatas …………………………………………………………….18

a. Zapatas aisladas……………………………………………...18

b. Zapatas corridas ……………………………………………..20

c. Zapatas combinadas…………………………………………21

C. Losas de cimentación……………………………………………..21

1.2.2. Cimentaciones

semiprofundas……………………………………...22

A. Pozos de cimentación…………………………………………….22

B. Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón

o mampostería……………………………………………………….23

C. Muros de contención bajo rasante………………………………

23

D. Micro pilotes………………………………………………………..24

1.2.3. Cimentaciones profundas……………………………………………24

A. Pilas y cilindros…………………………………………………….24

B. Pilotes ……………………………………………………………...25

a. Función de los pilotes…………………………………………...25

1.2.4. Cimiento de concreto

armado……………………………………….26

1.3. Teorías de capacidad de carga en cimentaciones

superficiales………..27

CAPÍTULO II

6



2. EL EDIFICIO……………………………………………………………………….29

2.1. Definición…………………………………………………………………….30

2.2. La estructura………………………………………………………………...30

2.2.1. La cimentación………………………………………………………31

2.2.2. Elelmentos verticales que apoyan en la

cimentación y resiven las cargas de las

distintas plantas…………………………………….31

2.2.3. Los forjados y las losas……………………………………………31

2.2.4. Los entramados……………………………………………………..32

2.3. Acciones que debe soportar la

estructura……………………………….32

2.3.1. Unidades de medida………………………………………………..33

2.3.2. Tipos de carga y estimación de sus

valores……………………..33

2.4. Edificios en altura – acción del

viento……………………………………33

2.4.1. Cagas actuantes…………………………………………………….34

CAPÍTULO III

3. LA CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO……………………………………………..35

3.1. Definición…………………………………………………………………….36

3.2. Antes de la elección definitiva de las

cimentaciones deben ponerse en claro las siguientes

cuestiones……………………………………………36

3.3. Propagación de la presión en el terreno

…………………………...……37

7



3.3.1. Presiones en las capas profundas………………………………

38

3.4. Tensión y asiento admisibles: su

determinación………………………..38

3.5. Normas generales sobre cimiento de un

edificio………………………..40

3.5.1. Profundidad mínima………………………………………………...40

3.5.2. Disposición de las

cimentaciones…………………………………40

3.5.3. Protección de los cimientos ante las

aguas……………………...40

3.5.4. Materiales utilizados………………………………………………..41

3.5.5. Cálculo de las acciones…………………………………………….42

4. CONCLUSIÓN…………………………………………………………………….43

5. COMENTARIO…………………………………………………………………….44

6. APORTE……………………………………………………………………………45

7. GLOSARIO………………………………………………………………………...46

8. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………48

8



INTRODUCCIÓN

El cimiento es la parte más esencial de una

elaboración de obras, depende de este la altura de los

edificios, por ello se opta en considera un trabajo crítico

donde van a participar todo los factores que ayuden a una

óptima elaboración, el método apropiado es evaluar el

comportamiento del campo de los suelos, considerando los

riesgos geotécnicos y sísmicos, para tomar precauciones y

saber que materiales se utilizaran. Ya que, es donde se

encuentra toda la concentración de la carga y está en

contacto con el subsuelo transfiriendo el peso en su

totalidad. Actualmente en muchas ciudades principales la

construcción de edificios es masiva, por que aprovecha el

uso aéreo así, permitiendo obtener mayores espacios.

9



DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD

La construcción se va convirtiendo en fuente de

desarrollo de una sociedad, brindando servicios básicos

como vivienda, hospitales, colegios, universidades, entre

otros, a causa del crecimiento poblacional se opta por

realizar edificaciones verticalmente aprovechando el lugar

aéreo, que se les denomina rascacielos (edificios). Los

edificios de varios pisos mayormente se ven en los países

europeos, asiáticos, y Norteamérica. Sus ciudades están

llenos de edificios de gran altitud, incluso algunas

construcciones son antisísmicas. Se puede resaltar que en

cuanto al uso tecnológico están adelantados, por lo cual

les permiten avanzar rápidamente en las ejecuciones, y para

adquirirlo es más rápido.

10



Mientras que en nuestro país aún nos es difícil contar

con esas tecnologías y hacer su uso, por una parte nos es

benéfico, porque cuando se hace uso de la tecnología se

acabaría con empleos. En la provincia de barranca cuenta

con algunos edificios que funcionan como hoteles entre

otros. Además el suelo que posee la provincia es una zona

sísmica riesgoso para construir edificios de varios pisos,

se tomarían medidas al respecto, porque existen métodos,

con la ayuda de la física actualmente se pueden controlar

la resistencia frente a esos fenómenos, esto es visto en

los grandes ciudades del mundo donde el sismo es permanente

las construcciones son netamente antisísmicos.

USO DE LA TECNOLOGÍA

VENTAJAS

En el mundo actual la tecnología ha evolucionado

ampliamente, nos ha ofrecido muchas e importantes ventajas

al hacer uso de las mismas. Por ejemplo nos ha acercado con

11



las personas de todo el mundo

podemos tener una amplia fuente de información sobre lo que

nos interesa saber.

mediante la tecnología hemos conocido más allá de lo

que las personas podrían haber imaginado que sabrían alguna

vez también nos ha proporcionado la capacidad de comunicar

nos entre nosotros a nivel mundial

sabemos lo que está ocurriendo del otro lado del planeta y

nos ha ayudado a resolver muchos problemas cotidianos que

surgen en la vida, las nuevas tecnologías ha crecido junto

con muchas otras cuestiones por ejemplo, nos ha ayudado a

mejorar la publicidad, también nueva tecnología podemos

obtener toda la información que deseemos.

Toda esta la podemos encontrar en muchas páginas web,

libros electrónicos y un mundo ampliamente grande de

información. Y también encontramos que la portabilidad de

la información es mucho más grande y fácil, ya que una

memoria USB es más pequeña que andar cargando un libro.

DESVENTAJAS

Junto al crecimiento de las tecnologías ha demostrado

tener una vasta gama de ventajas, pero también estas mismas

tienen sus desventajas por ejemplo:

nos ha facilitado tanto la vida que muchas personas no

12



son capaces de buscar resolver problemas si el uso de la

tecnología, también a medida que creció la publicidad

creció el número de consumidores de un cierto producto que

podría o no ser útil en el uso cotidiano, otra de las

mayores desventajas con las nuevas tecnologías es que

muchas personas no se dan cuenta que están compartiendo

información personal, no solo para un cierto grupo de

personas sino para todo el mundo, con lo cual es riesgoso,

ya que se podría utilizar esa misma información para fines

que no queremos.

La tecnología es un medio muy importante en la vida, pero a

veces se vuelve tan necesaria que, mucha gente se vuelve

indispensable de estar en constante interacción y nos aísla

de las demás personas como por ejemplo de tu familia misma.

IMPORTANCIA DE LAS MAQUINARIAS EN LA CONSTRUCCION DE

CIMIENTO

Actualmente es necesario que los edificios,

rascacielos y torres de departamentos u oficinas cumplan

con varias normas de seguridad. Una de ellas es la que

implementa que cualquier construcción debe de tener

cimientos bien fijos y establecidos en terrenos previamente

estudiados.

Para poder realizar excavaciones profundas es

necesario contar con maquinaria especializada en esta

13



labor, de esta manera el trabajo se podrá realizar

rápidamente y ahorrando costos por mano de obra.

IMPLEMENTACION EN LA CONSTRUCCIÓN DE SISMO RESISTENTE

Se dice que la sección de una pieza estructural es

dúctil, cuando al iniciarse la rotura, tiene suficiente

material como para seguir resistiendo mientras se está

rompiendo.

Esto en hormigón armado se traduce en que el hormigón

debe trabajar a poca tensión en el momento de la rotura de

la pieza, así mientras el acero (que debe estar resistiendo

la tracción) empieza a darse de sí, al haberse sobrepasado

el límite elástico del mismo, el hormigón sigue resistiendo

la tensión de compresión que le corresponda.

La rotura ayuda mucho a disipar energía, pues

mientras la estructura no sobrepase su límite elástico, la

elasticidad de la misma hará que en cada oscilación la

energía se sume a la de la oscilación anterior.

Las vigas de canto, presentan sección mucho más

dúctiles que las vigas planas. Pero frecuentemente esto no

es suficiente, debiéndose evitar además otros fenómenos,

como por ejemplo el fenómeno de resonancia.

DESCRIPCIÓN DIAGNÓSTICO

El uso de la tecnología en cuanto a la construcción o

elaboración de cimentaciones es necesario, por ejemplo en

14



cuanto a la vacación de zanja para la cimentación de una

estructura, lo realizan con mano de obra tardarían mucho,

además sería peligroso en una zanja mayor a un metro, pero

cuando se hace uso de las maquinas, es más rápido y

económico. Sin embargo en el distrito de barranca el

trabajo es manualmente con fuerza de mano de obra, si se

hace uso de la tecnología acabaría con el empleo generando

la pobreza. Pero sin capacidad están laborando poniendo en

riesgo la vida humana las que la habitaran en la vivienda.

PRONÓSTICO

Barranca por ser zona sísmica debe contar con un

diseño un plan humanístico, con proyección al futuro.

Porque se crea una fuerte caos. Además barranca es una

zona donde existen mayores movimientos comerciales, y es

por eso que las inmigraciones se originas a la ciudad,

esto como consecuencia se da un crecimiento poblacional, y

por ende afectan a las zonas agrícolas al ser invadidos por

ellos, por eso es necesario que se dé la construcción

verticalmente que para poder controlar, por supuesto

tomando las medidas correspondientes ya que está declarado

como zona sísmicas, si no se toman en cuenta es eminente

que cuando ocurren estos fenómenos, la construcción se

vendrán abajo afectando la estructura y vidas humanas.

15



FORMULAR PROBLEMA

¿Qué es una estructura?

Una estructura es un elemento o conjunto de elementos

cuya función es transmitir cargas. Y es que, aunque no lo

parezca, las estructuras están llenas de vida: un flujo

permanente de fuerzas circula por ellas. El ingeniero trata

de determinar con la mejor aproximación cuál es la magnitud

de las fuerzas que pueden actuar sobre determinada

estructura y así dimensionar sus elementos para que puedan

transmitirlas en forma segura. Usualmente las Normas de

cada país dan recomendaciones obligatorias, que permiten

calcular los diferentes tipos de fuerzas y garantizar con

esto un mínimo de seguridad para las condiciones

específicas de cada lugar. En general las estructuras de

las casas o edificios para vivienda están conformadas por

pórticos o por muros estructurales. En algunas ocasiones,

especialmente para casas en pisos altos se utilizan los

pórticos como estructura, pues permiten utilizar espacios

más grandes, pero en general, la mayor parte de las casas

utilizan los muros.

¿Por qué es tan importante la productividad?

Cuando se habla de productividad en el sector de la

construcción, siempre se dice que ésta es baja en relación

con otro tipo de industrias. Incluso también es común

opinar sobre la baja productividad que tienen los

16




trabajadores en un país o en otro, lo cual influye

fuertemente en la competitividad. Parece evidente que,

cuanto más seamos de producir con unos recursos dados, más

competitivos podremos ser. En este post vamos a divulgar,

de forma sencilla, un par de ideas en relación con este

concepto tan importante y de tanta transcendencia en

nuestro sector.

La productividad es la relación entre los bienes y

servicios producidos y los recursos empleados para ello.

Existen otros ratios que se refieren sólo a uno o a varios

de los recursos empleados: productividad de la mano de obra

directa, de la indirecta, de la maquinaria, de los

materiales, del dinero, etc. La productividad es vital para

el desarrollo de cualquier actividad empresarial, pues

aquellas que no la mejoran respecto a su competencia están

condenadas a desaparecer.

¿Cómo se determina la producción de los equipos?

Muchas veces se cometen errores de bulto a la hora de

establecer el volumen producido de los equipos por parte de

los responsables de una obra. No es apropiado acudir a

libros, folletos o incluso obras anteriores; tampoco es lo

mismo una máquina que trabaje en solitario que un grupo de

ellas que trabajen coordinadas. Cada obra tiene sus

peculiaridades y es fácil cometer errores que pongan en

riesgo la previsión de resultados correspondiente. En posts

17


http://es.wikipedia.org/wiki/Recurso

http://es.wikipedia.org/wiki/Productividad

http://es.wikipedia.org/wiki/Competitividad



anteriores ya resaltamos la importancia de

la productividad y del fondo horario de la maquinaria. No

basta con conocer con precisión el coste horario de las

máquinas, sino que es imprescindible conocer la producción

de los equipos en nuestra obra para poder establecer el

coste unitario correspondiente. Vamos, pues a dar una

pincelada a estos conceptos. Para ello os dejo una

presentación sobre la producción de los equipos que se basa

en los apuntes de clase de la asignatura Procedimientos de

Construcción.

¿Qué maquinarias se usan mayormente para la excavación de

zanga?

La retroexcavadora es una máquina que se utiliza para

realizar excavaciones en terrenos, ésta desempeña su labor

enterrando una cuchara o pala con la que extrae tierra o

materiales depositados en el suelo, posteriormente los

arrastra y los deposita en su interior. Las

retroexcavadoras cuentan con un chasis, el cual puede ser

montado sobre cadenas o sobre neumáticos, además cuentan

con gatos hidráulicos para fijar de mejor manera la máquina

al suelo. Se considera a la retroexcavadora como una

variante de la pala excavadora. La retroexcavadora se

utiliza habitualmente para poder remover, abrir surcos y

posteriormente extraer cantidades grandes de tierra.

18

http://victoryepes.blogs.upv.es/2012/03/06/antecedentes-historicos-asignatura-procedimientos-construccion/

http://victoryepes.blogs.upv.es/2012/03/06/antecedentes-historicos-asignatura-procedimientos-construccion/

http://victoryepes.blogs.upv.es/2013/11/03/fondo-horario-maquinaria/

http://victoryepes.blogs.upv.es/2013/12/04/productividad/



Estas excavaciones generalmente son aprovechadas para

colocar tuberías, cables, drenajes y, sobre todo, para la

colocación de los cimientos de los edificios.

OBJETIVO GENERAL

Transferir un paquete de tecnologías apropiadas para

ser replicadas en distintas comunidades del país y que

generen un impacto positivo en la población.

Promover la construcción de cimentaciones con respecto

a los requerimientos legales, con una tecnología de

construcción ecológica y sustentable, que integra la

utilización de materiales de desecho.

Alcanzar una clara y sólida formación a un nivel

básico de todo el proceso constructivo, de forma que le

permita acometer con éxito el resto de la disciplina que se

imparte en cursos posteriores. Para ello deberá de llegar a

saber: relacionar conceptos básicos entre sí; conocer el

léxico y la terminología específica; aplicar los diferentes

conocimientos adquiridos, en el desarrollo de ejercicios

prácticos, dando una respuesta satisfactoria y razonada de

las soluciones adoptadas

OBJETIVO ESPECÍFICO

Al finalizar el modulo el participante tendrá los

conocimientos necesarios para construir cimentaciones,

19



aplicando las normas de calidad y seguridad estructural con

fin de tener un resultado de vivienda segura y económica.

Identificar los elementos constructivos y sus partes y

definir la misión de cada uno de ellos.

Identificar y reconocer las diferentes tipologías

constructivas, su morfología, su función y su

comportamiento.

Conocer teórica y prácticamente las técnicas de

construcción propias y compatibles con los diferentes

sistemas constructivos y su desarrollo en el tiempo.

Conocer los materiales de construcción adecuados a cada

tipología constructiva, y su puesta en obra en el proceso

constructivo.

CAPITULO I

1. LA CIMENTACIÓN

Las cimentaciones de estructuras o equipos que

soportan usualmente se diseñan para satisfacer ciertos

requerimientos de servicio y resistencia. Las condiciones

de servicio establecen que la cimentación debe comportarse

satisfactoriamente, bajo las condiciones normales de cargas

de operación que imponen la estructura o equipo que

soportan, de tal forma que se satisfagan los propósitos de

20



su diseño. Las limitaciones de servicio se describen

típicamente por el asentamiento u otras limitaciones de

movimiento.

El criterio de resistencia tiene el propósito de

asegurar que la cimentación tenga la suficiente resistencia

para soportar grandes cargas que ocasionalmente puedan

producirse debido a fuerzas ambientales extremas o de otras

fuentes. En la mayoría, pero no en todos los casos, el

criterio de servicio o asentamiento y el criterio de

resistencia, pueden tratarse independientemente. El

criterio de servicio es típicamente de consideración a

largo plazo para la cimentación y que depende de las

características de consolidación con el tiempo del depósito

de suelo. La resistencia de la cimentación, o la capacidad

de carga, puede ser un problema a corto plazo tal como en

el caso de la construcción de presa desplantada sobre un

depósito de arcilla no drenada, o un problema a largo plazo

en que la máxima carga sobre la cimentación puede

presentarse en un tiempo desconocido.

Estas cimentaciones o apoyos deben ser dimensionados

en base a las características de terreno y de las cargas de

la estructura, y las cuales son de distinto tipo de acuerdo

a la utilidad que se busca y al comportamiento natural del

terreno.

21



1.1. DEFINICIÓN

El cimiento es aquella parte de la estructura

encargada de transmitir las cargas al terreno. Dado que

la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros

casos, muy inferiores a las de la estructura, la

cimentación posee un área en planta muy superior a la

suma de las áreas de todos los soportes y muros de carga.

Lo anterior conduce a que los cimientos son en

general piezas de volumen considerable, con respecto al

volumen de las piezas de la estructura. Los cimientos se

construyen casi invariablemente en hormigón armado y, en

general, se emplea en ellos hormigón de calidad

relativamente baja, ya que no resulta económicamente

interesante el empleo de hormigones de resistencias

mayores.

Para poder realizar una buena cimentación es

necesario un conocimiento previo del terreno en el que se

va a construir la estructura. La correcta clasificación

de los materiales del subsuelo es un paso importante para

cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los

primeros datos sobre las experiencias que puedan

anticiparse durante y después de la construcción.

El detalle con el que se describen, prueban y

valoran las muestras, depende del tipo de estructura que

se va a construir, de consideraciones económicas de la

naturaleza de los suelos, y en cierto grado del método

22



con el que se hace el muestreo. Las muestras deben

describirse primero sobre la base de una inspección

ocular y de ciertas pruebas sencillas que pueden

ejecutarse fácilmente tanto en el campo como en el

laboratorio clasificando el material en uno de los grupos

principales: grava, arena, limo y arcilla. La mayor parte

de los suelos naturales se componen por la mezcla de dos

o más de estos elementos, y pueden contener por añadidura

material orgánico parcial o completamente descompuesto.1

1.2. CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS CIMENTACIONES

1.2.1. CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Son aquellas que se apoyan en las capas

superficiales o poco profundas del suelo, por tener

éste suficiente capacidad portante o por tratarse de

construcciones de importancia secundaria y

relativamente livianas.

En estructuras importantes, tales como puentes,

las cimentaciones, incluso las superficiales, se

apoyan a suficiente profundidad como para garantizar

que no se produzcan deterioros. Un caso que se puede

considerar intermedio entre las zapatas y las losas es

el de la cimentación por medio de un emparrillado, que

1 Montoya Javier y Pinto V. Fransisco. CIMENTACIONES. En: Web del profesor (pdf). http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf

23

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf



consiste en una serie de zapatas corridas,

entrecruzadas en dos direcciones. 2

A. CIMENTACIONES CICLÓPEAS

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda

hacerse con paramentos verticales y sin

desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto

ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El

procedimiento para su construcción consiste en ir

vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes

tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto

en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente

el concreto con las piedras, de tal forma que se

evite la continuidad en sus juntas. Este es un

sistema que ha quedado prácticamente en desuso, se

usaba en construcciones con cargas poco importantes.

El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más

o menos grandes a medida que se va hormigonando para

economizar material. Utilizando este sistema, se

puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos

de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón

ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el

punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa,

que se depositará en el cimiento. Precauciones: 2 Cimentación superficial. En: Construpedia. http://www.construmatica.com/construpedia/Cimentaciones_Superficiales

24

http://www.construmatica.com/construpedia/Cimentaciones_Superficiales



Tratar que las piedras no estén en contacto con la

pared de la zanja.

Que las piedras no queden amontonadas.

Alternar en capas el hormigón y las piedras.

Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el

hormigón.3

B. ZAPATAS

Una zapata es una ampliación de la base de una

columna o muro, que tiene por objeto transmitir la

carga al subsuelo a una presión adecuada a las

propiedades del suelo. Las zapatas que soportan una

sola columna se llaman individuales o zapatas

aisladas. La zapata que se construye debajo de un

muro se llama zapata corrida o zapata continua. Si

una zapata soporta varias columnas se llama zapata

combinada.

a. ZAPATAS AISLADAS

Las zapatas aisladas son un tipo de

cimentación superficial que sirve de base de

elementos estructurales puntuales como son los

pilares; de modo que esta zapata amplía la

superficie de apoyo hasta lograr que el suelo

soporte sin problemas la carga que le transmite. El3 Montoya Javier y Pinto V. Fransisco. CIMENTACIONES. En: Web del profesor (pdf). http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf

25




término zapata aislada se debe a que se usa para

asentar un único pilar, de ahí el nombre de

aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque

cuando el momento flector en la base del pilar es

excesivo no son adecuadas y en su lugar deben

emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en

las que se asienten más de un pilar. La zapata

aislada no necesita junta pues al estar empotrada

en el terreno no se ve afectada por los cambios

térmicos, aunque en las estructuras sí que es

normal además de aconsejable poner una junta cada 3

m aproximadamente, en estos casos la zapata se

calcula como si sobre ella solo recayese un único

pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en

edificios con junta de dilatación y en este caso se

denomina "zapata ajo pilar en junta de diapasón".

En el cálculo de las presiones ejercidas por la

zapata debe tenerse en cuenta además del peso del

edificio y las sobrecargas, el peso de la propia

zapata y de las tierras que descansan sobre sus

vuelos, estas dos últimas cargas tienen un efecto

desfavorable respecto al hundimiento. Por otra

parte en el cálculo de vuelco, donde el peso propio

de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un

efecto favorable.

Para construir una zapata aislada deben

independizarse los cimientos y las estructuras de

26



los edificios ubicados en terrenos de naturaleza

heterogénea, o con discontinuidades, para que las

diferentes partes del edificio tengan cimentaciones

estables. Conviene que las instalaciones del

edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin

cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de

zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar

empotrado 1 dm en el estrato del terreno.

La profundidad del plano de apoyo se fija basándose

en el informe geotécnico, sin alterar el

comportamiento del terreno bajo el cimiento, a

causa de las variaciones del nivel freático o por

posibles riesgos debidos a las heladas. Es

conveniente llegar a una profundidad mínima por

debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en

aquellas zonas afectadas por estas variables. En el

caso en que el edificio tenga una junta estructural

con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una

sola zapata para los dos soportes. Conviene

utilizar hormigón de consistencia plástica, con

áridos de tamaño alrededor de 40 mm. En la

ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer

en el fondo una capa de hormigón pobre de

aproximadamente 5 cm de espesor (emplantillado),

antes de colocar las armaduras.4


27




b. ZAPATAS CORRIDAS

Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros

portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente

funcionan como viga flotante que recibe cargas

lineales o puntuales separadas.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación

con su sección transversal. Las zapatas corridas

están indicadas como cimentación de un elemento

estructural longitudinalmente continuo, como un

muro, en el que pretendemos los asientos en el

terreno. También este tipo de cimentación hace de

arriostramiento, puede reducir la presión sobre el

terreno y puede puentear defectos y

heterogeneidades en el terreno. Otro caso en el que

resultan útiles es cuando se requerirían muchas

zapatas aisladas próximas, resultando más sencillo

realizar una zapata corrida.

Las zapatas corridas se aplican normalmente a

muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada

o estrechada cónicamente. Sus dimensiones están en

relación con la carga que han de soportar, la

resistencia a la compresión del material y la

presión admisible sobre el terreno. Por practicidad

se adopta una altura mínima para los cimientos de

hormigón de 3 dm aproximadamente. Si las alturas

son mayores se les da una forma escalonada teniendo

en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.

28



En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse

o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán

encofrados. Si los cimientos se realizan en

hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin

necesidad de los mismos.

Si los trabajos de cimentación debieran

interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la

junta vertical para lograr una correcta unión con

el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros

de armadura reforzará esta unión. Las Zapatas

Corridas son, según el Código Técnico de la

Edificación (CTE), aquellas zapatas que recogen más

de tres pilares. Las considera así distintas a las

zapatas combinadas, que son aquellas que recogen

dos pilares. Esta distinción es objeto de debate

puesto que una zapata combinada puede soportar

perfectamente tres pilares

c. ZAPATAS CONBINADAS

Una zapata combinada es un elemento que sirve

de cimentación para dos o más pilares. En principio

las zapatas aisladas sacan provecho de que

diferentes pilares tienen diferentes momentos

flectores. Si estos se combinan en un único

elemento de cimentación, el resultado puede ser un

29



elemento más estabilizado y sometido a un menor

momento resultante. 5

C. LOSAS DE CIMENTACIÓN

Una losa de cimentación es una zapata combinada

que cubre toda el área que queda debajo de una

estructura y que soporta todos los muros y columnas.

Cuando las cargas del edificio son tan pesadas o la

presión admisible en el suelo es tan pequeña que las

zapatas individuales van a cubrir más de la mitad del

área del edificio, es probable que la losa corrida

sea más económica que las zapatas. Las losas de

cimentación se proyectan como losas de concreto

planas y sin nervaduras. Las cargas que obran hacia

abajo sobre la losa son las de las columnas

individuales o las de los muros. Si no hay una

distribución uniforme de las cargas de las columnas o

bien el suelo es tal que pueden producirse grandes

asentamientos diferenciales, las losas deben

reforzarse para evitar deformaciones excesivas. La

forma de refuerzo es simplemente utilizando muros

divisorios como nervaduras de vigas T conectadas a la

cimentación, o bien usando marcos rígidos o haciendo

celdas con trabes y contra trabes, es entonces cuando

se forman los llamados cajones de cimentación.


30




1.2.2. CIMENTACIÓN SEMIPROFUNDA

A. POZOS DE CIMENTACIÓN

Los pozos de cimentación se plantean como

solución entre las cimentaciones superficiales,

(zapatas, losas, etc.) y las cimentaciones profundas,

por lo que en ocasiones se catalogan como

semiprofundas. La elección de pozos de cimentación

aparece como consecuencia de resolver de forma

económica, la cimentación de un edificio cuando el

firme se encuentra a una profundidad de 4 a 6 mts.

Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando

no puede desviarse el río, en ese caso se trabaja en

cámaras presurizadas.

Como soluciones constructivas para la

ejecución de pozos de cimentación se puede indicar

que los pozos rectangulares o circulares están

condicionados por los medios manuales de excavación,

pudiendo alcanzar profundidades de 30 mts con

medios mecánicos. Se puede observar cierta analogía,

con los pilotes de gran diámetro. Las formas geométricas adoptadas, según la

capacidad portante del terreno y su situación

respecto a la edificación pueden ser:

31



Los pozos circulares suelen variar desde los

0.60 m (dimensión mínima para permitir el acceso

de un operario) hasta los 2 m de diámetro.

Generalmente, al producirse la acción lateral de

las tierras sobre el pozo, impide el pandeo de

este, por lo que se calcula como un soporte

corto.

Según las solicitaciones, los pozos se pueden

ejecutar de hormigón armado, o de hormigón en

masa.

De forma análoga a las zapatas, se deben

disponer vigas de atado entre los pozos, para

arriostramiento de los mismos, siendo criterio

del proyectista cómo y cuándo deben disponerse.6

B. ARCOS DE LADRILLO SOBRE MACHONES DE FORMIGÓN O

MANPOATERÍA

Por lo general se realizan sobre machones de

hormigón o mampostería. En zonas donde la piedra es

abundante suele aprovecharse esta como material de

cimentación de mampostería. Para grandes

construcciones es necesario efectuar en un

laboratorio de ensayo pruebas sobre la resistencia de

6 Montoya Javier y Pinto V. Francisco. CIMENTACIONES. En: Web del profesor (pdf). http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf

32




la piedra de que se dispone. Tratándose de

construcciones sencillas, en la mayoría de casos

resulta suficiente efectuar la prueba golpeando

simplemente la piedra con una maceta y observando el

ruido que se produce. Si este es hueco y sordo, la

piedra es blanda, mientras que si es aguda y

metálico, la piedra es dura. 7

C. MUROS DE CONTENCIÓN BAJO RASANTE

Se realizan cuando no se considera necesario

anclar el muro al terreno, para el sostén de la

edificación, debiendo tenerse en cuenta para la

ejecución de los elementos de contención, las cargas

que les puedan afectar.

D. MICRO PILOTES

Son una variante basada en la misma idea del

pilotaje, que frecuentemente constituyen una

cimentación semiprofunda.

1.2.3. CIMENTACIÓN PROFUNDA

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno

y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o

más exactamente en la fricción vertical entre la7 Montoya Javier y Pinto V. Francisco. CIMENTACIONES. En: Web del profesor (pdf). http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf

33




cimentación y el terreno. Por eso deben ser más

profundas, para poder proveer sobre una gran área sobre

la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande

para soportar la carga. Este tipo de cimentación se

utiliza cuando se tienen circunstancias especiales: Una

construcción determinada extensa en el área de

austentar Una obra con una carga demasiada grande no

pudiendo utilizar ningún sistema de cimentación

especial. -Que terreno al ocupar no tenga resistencia o

características necesarias para soportar construcciones

muy extensas o pesadas. Algunos métodos utilizados en

cimentaciones profundas son:

A. PILAS Y CILINDROS

En la ingeniería de cimentaciones el termino

pila tiene dos significados diferentes. De acuerdo

con uno de sus usos la pila es un miembro estructural

subterráneo que tiene la función que cumple una

zapata, es decir transmitir las cargas que soporta al

suelo. Sin embargo, en contraste con una zapata, la

relación de la profundidad de la cimentación con

respecto a la base de las pilas es por lo general

mayor que cuatro, mientras que para las zapatas, esta

relación es menor que la unidad.

De acuerdo con su segundo uso, una pila es el

apoyo, ya sea de concreto o de mampostería para la

superestructura de un puente. Puede considerarse a la

34



pila en sí misma, como una estructura que a su vez

debe estar apoyada sobre una cimentación adecuada. La

base de una pila puede descansar directamente sobre

un estrato firme o puede estar apoyada sobre una

serie de pilotes. Los cuerpos de pila situados en los

extremos de un puente reciben el nombre de estribos.

Las dimensiones del cuerpo de una pila están

restringidas entre otras cosas por la magnitud de las

reacciones de los apoyos, la distancia para la

dilatación de la superestructura y la distancia entre

armaduras y trabes. Hay varios tipos de pilas: las

llenas de usan regularmente en puentes ferroviarios,

las dobles de adaptan muy bien a puentes carreteros y

las pilas T suelen usarse para librar claros sobre

vías de ferrocarril o carreteras. 8

B. PILOTES

Los pilotes son miembros estructurales con un

área de sección transversal pequeña en comparación

con su longitud. Se hincan en el suelo a base de

golpes generados por maquinaria especializada, en

grupos o en filas, conteniendo cada uno el suficiente

número de pilotes para soportar la carga de una sola

columna o muro. Son elementos de cimentación esbeltos

que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados)


35




o construyen en una cavidad previamente abierta en el

terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ).

Antiguamente eran de madera, hasta que en los años

1940 comenzó a emplearse el hormigón.

a. FUNCIÓN DE LOS PILOTES

Cuando el suelo situado al nivel en que se

desplantaría normalmente una zapata o una losa de

cimentación, es demasiado débil o compresible

para proporcionar un soporte adecuado, las cargas

se transmiten al material más adecuado a

profundidad por medio de pilotes o pilas. La

diferencia entre estos elementos es algo

arbitraria. Evidentemente los pilotes se utilizan

cuando las condiciones del suelo no son adecuadas

para el empleo de zapatas o losas de cimentación

o cuando la construcción de estas en los lugares

dispuestos para su emplazamiento es inadecuada,

antieconómica o bien no viable. Por consiguiente

los pilotes van generalmente asociados con

problemas difíciles de cimentación y con las

condiciones peligrosas del suelo. Sin embargo,

esto no significa que las cimentaciones sobre

pilotes sean peligrosas, es una advertencia para

los inexpertos e imprudentes, particularmente

para los propietarios y constructores. El

36



planteamiento de una cimentación con pilotes -y

frecuentemente la realización de ésta- requiere

obtener todos los datos que puedan conseguirse de

un modo razonable sobre las características del

suelo sobre el que se va a cimentar, estudiar y

comprobar las posibles soluciones para la

cimentación, eliminar hasta donde sea posible,

toda incertidumbre que pueda evitarse y respetar

el sano criterio profesional de la ingeniería. 9

1.2.4. CIMIENTO DE CONCRETO ARMADO

Los cimientos de concreto armado se utilizan en

todo los terrenos pues aunque el concreto es un

material pesado, presenta la ventaja de que en su

cálculo se obtienen, proporcionalmente, secciones

relativamente pequeñas si se les compara con las

obtenidas en los cimientos de piedra.10

1.3. TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA EN CIMENTACIONES

SUPERFICIALES


10 Ruiz L. José Gregorio. TESIS, Proceso constructivo de la cimentación. En: ASK. file:///F:/tesis%20de%20cimentacion/373_PROCESO%20CONSTRUCTIVO%20DE%20LA%20CIMENTACION,%20EN%20EL%20EDIFICIO%20DE%20LA%20NUEVA%20SEDE%20DEL%20INSTITUTO%20DE%20INVESTIGACIONES%20BIOMEDICAS,%20DE.pdf.

37

../../../F:/tesis%20de%20cimentacion/373_PROCESO%20CONSTRUCTIVO%20DE%20LA%20CIMENTACION,%20EN%20EL%20EDIFICIO%20DE%20LA%20NUEVA%20SEDE%20DEL%20INSTITUTO%20DE%20INVESTIGACIONES%20BIOMEDICAS,%20DE.pdf






Las diversas teorías de capacidad de carga en suelos

que se han desarrollado, intentan evaluar de manera

realista la función de las propiedades mecánicas del

suelo; como el problema es complejo, es necesario hacer

hipótesis simplificatorias del comportamiento del suelo.

Las hipótesis comunes a la mayoría de las teorías de

capacidad de carga desarrolladas con base en la teoría de

la plasticidad son:

El suelo es homogéneo e isótropo (hipótesis común

a la Teoría de la

Elasticidad). Esta hipótesis busca la simplicidad

matemática y física; en la práctica, algunos suelos se

acercan más a esta hipótesis que otros; los suelos

estratificados o aquéllos cuyas propiedades en dirección

vertical y horizontal difieren mucho, son los que se

separan más de esta suposición.

No se consideran efectos en el tiempo (hipótesis común a

la Teoría de la Elasticidad). En las arenas esta

hipótesis es bastante satisfactoria, tanto en lo

referente a compresibilidad como a resistencia y aún en

lo referente a las curvas esfuerzo – deformación. En las

arcillas el efecto del tiempo es de mayor importancia y a

la fecha existen muchas incertidumbres al respecto.

Sin embargo, en las aplicaciones prácticas el estudiar

las condiciones más desfavorables de la vida de la

38



estructura, para tomarlas como criterio de proyecto,

proporciona una norma que permite superar sin peligro

mucho de la ignorancia que se tiene.

No se consideran fenómenos de histéresis en la

curva esfuerzo – deformación. El aceptar esta hipótesis

en los suelos conduce, aparentemente a fuertes

desviaciones de la realidad; sin embargo, en la práctica,

la situación se arregla considerando en una curva

esfuerzo – deformación que contenga tramos de carga y

descarga, una ley particular para el primero y otra

diferente, para el segundo. Lo anterior es posible y

aceptable dado que los casos prácticos más frecuentes, en

la Mecánica de Suelos aplicada, corresponden o bien a un

problema de carga o bien a uno de descarga, bien

definidos.

No se consideran efectos de temperatura. Dada la

pequeña variación de temperatura que afecta a los suelos

reales, se considera hoy que esta hipótesis no introduce

ninguna desviación seria en los análisis. Casos

especiales como la acción de helada, se estudian en la

Mecánica de Suelos actual.11

11 Tovera Hernando. Capacidad de carga. En: igp,(pdf).http://www.igp.gob.pe/hernando.tavera/documento_mapa/capacidad_portante/6Capacidadcarga.pdf .

39

http://www.igp.gob.pe/hernando.tavera/documento_mapa/capacidad_portante/6Capacidadcarga.pdf




CAPÍTULO II

2. LOS EDIFICIOS

La evolución tecnológica de diferentes disciplinas,

como la microelectrónica, las telecomunicaciones, in

informática, la arquitectura, y la automática; ha

posibilitado una interacción de las mismas que ha

40



desembocado en el concepto de edificio inteligente. Las

nuevas funciones y necesidades de los edificios/viviendas y

de sus usuarios, nos han conducido a desarrollar nuevos

productos capaces de satisfacerlas. Y todo ello, nos ha

llevado a ser espectadores del nacimiento de diferentes

sistemas con muy diversas cualidades, capaces de realizar

dichas funciones y de comunicarse por distintos medios de

transmisión. Estos sistemas además de posibilitar los

niveles de automatización demandados han estado

persiguiendo una serie de cualidades que se han llegado a

considerar factores clave en el desarrollo de los mismos.

Los factores determinantes son la facilidad de uso, la

integración de las funciones y la interactividad tanto

entre ellos mismos como con el usuario.

En este primer tema se va a hacer una introducción a este

nuevo concepto de los Edificios Inteligentes, que pronto

pasará a ser básico en un futuro próximo.

41



2.1. DEFINICIÓN

Un edificio es algo destinado a cobijar a seres

humanos, sus enseres y/o animales, para protegerloes de

las inclemencias naturales (frio, calor, viento, etc.).

para materializar esta protección el edificio consta de

unos cerramientos verticales y una cubierta que lo

envuelve a modo de piel.

Ademas, el edificio, para cumplir su mision, debe de

disponer de espacios por donde transitar las personas y

poder dejar sus enseres. Para ello se suele organizar por

plantas, a veces una sola o varias superpuestas, para

ganarle espacio al suelo, conectados entre sí y con el

exterior mediante rampas, escaleras o ascensores.

A su vez, cada una de las plantas, en funcion de las

necesidades, suele dividirse interiormente en locales y

estancias, mediante paticiones interiores. Estas

particiones son de diversos tipos y jerarquías; así las

de menor entidad son los tabiques que separan estancias

con un mismo uso entre sí, siguiendo las que separan

estancias de usos distintos y en un nivel mas alto las

que separan distintas propiedades o que delimitan una

42



propiedad respecto a los elemtos comunes de circulacion

de edificio.12

2.2. LA ESTRUCTURA

La estructura es la parte del edificio cuyo cometido

es sostener todas las partes antes citadas y asegurar

que éste sea estable fisicamente y que esta estabilidad

se mantenga a lo largo del tiempo, todo ello dentro de

unos limites razonables.

Así, la estructura de un edificio constará

generalmente de los siguientes elementos:

2.2.1. LA CIMENTACIÓN

Es el conjunto de elementos que hace posible

que el edificio descanse en el suelo, para que este

apoyo sea estable y duradero.

2.2.2. ELELMENTOS VERTICALES QUE APOYAN EN LA

CIMENTACIÓN Y RESIVEN LAS CARGAS DE LAS DISTINTAS

PLANTAS.

Has de distintos tipos; así tenemos los

pilares y columnas, que son elementos lineales, y

12 Barba C. Enric. La estructura de los edificios. En: www.ecu.fin, (pdf)http://www.editorial-club-universitario.es/pdf/2279.pdf

43

http://www.editorial-club-universitario.es/pdf/2279.pdf



los denominados muros de carga, que son elementos

planos que sirven como elemento estructural y asu

vez como cerramiento o partición.

2.2.3. LOS FORJADOS Y LAS LOSAS

Son elementos planos sensiblemente

horizontales o a veces deliberadamente inclinados

que asu vez se apoyan en muros o pilares.

La distancia entre los terminos forjados y losa es

sutil y responde a la estructura interior de los

mismos; así, se considera losa a una elemento

absolutamente macizo y uniforme, miestras que un

forjado posee una estructura interna a modo

nervios que permite aligerarlo.

Su uso es muy variado, pudiendo servir para

conformar los siguientes elementos:

La cuvierta del edificio.

Los elementos fijos de circulacion interior

(escaleras y rampas).

El suelo de cada una de las plantas.

Dentro de este grupo cunado un forjado

tiene el cometido de reparar la planta baja

del terreno se le denomina forjado

sanitario .13


44




2.2.4. LOS ENTRAMADOS

Suele ser elementos complejos formados por

muchos elementos lineales unidos entre sí (a modo

de esqueleto) con usos variados tales como soportar

la cubierta o salvar una distancia muy grande.

Un edificio comun de planta baja tiene unh suelo

(con forjado sanitario o sin) y una cuvierta ( ya sea

mediante un forjado o con un elemeno). Un edificio de

varios pisos suele tener un suelo, varios forjados

intermedios (uno por cada piso) y una cuvierta. Todo

ello con unos pilares y/o muros que hacen de nexo entre

la cimentacion y los elemntos citados.

Hay edificios singulares que no cumplen esta

esquema; así tenemos los monumentos u otras

construcciones para usos especificos que no suelen estar

organizasdos por plantas y disponen de pasillos y

escaleras interiores para su visita.14

2.3. ACCIONES QUE DEBE SOPORTAR LA ESTRUCTURA

Para diseñar, calcular y dimensionar una estructura

debemos de estimar qué cargas actúa sobre ella con el

mayor grado de aproximación posible.

En nuestro país, en la normativa de obligado

cumplimiento dentro del ámbito de la construcción: el


45




“código Técnico de la Edificación” y dentro de él, en el

“documento básico seguridad estructural” (DB-SE), se

engloban las normas que indican cómo se deben considerar

y evaluar las acciones que recibe el edificio.

Son los siguientes:

DB-SE-AE Acciones en la Edificación, que trata de

las acciones en general.

NCSE-02 Norma de Construcción sismoresistente. Que

trata del diseño y cálculo de la estructura de los

edificios frente a las acciones sísmicas.

2.3.1. UNIDADES DE MEDIDA

Tradicionalmente, en el mundo de la

construcción Español se han venido empleando para

designar las cargas el Kilopondio y el metro. Así,

una carga repartida en una superficie se designaba

Kp/m2.

En toda Europa se emplea actualmente para este

cometido el sistema internacional de unidades, el

cual contempla que las fuerzas se expresarán en

Newton y las longitudes en metros (o sus múltiplos

y submúltiplos). Esta convención fruto del esfuerzo

de los representantes del mundo científico y

técnico para conseguir un sistema uniforme con la

ambición puesta en que sea universal, para que

cualquier persona sea capaz de interpretar un

documento técnico, sea del país que sea.

46



2.3.2. TIPOS DE CARGA Y ESTIMACIÓN DE SUS VALORES

El conocimiento de estos valores es de gran

utilidad para poder reflexionar sobre la magnitud

de las cargas a que sometemos habitualmente una

estructura y la previsión que se hizo cuando se

calculó esta. No es inusual que un edificio esté

sometido en un momento de su vida a acciones de

mayor magnitud de las que se tuvieron en

consideración cuando se diseñó.

Algunas acciones se pueden evaluar

directamente a partir del peso específico de los

materiales que se emplean y en el caso de que esto

no fuese posible se recurre a una estimación

siempre del lado de la seguridad.15

2.4. EDIFICIOS EN ALTURA – ACCIÓN DEL VIENTO

Ya se han visto las tipologías estructurales de

edificios en altura.

Todas las tipologías descriptas son apropiadas para

resistir todas las cargas horizontales de Viento y Sismo.

Si bien, ambos son consideradas cargas horizontales, cabe

volver a destacar las siguientes diferencias: el viento

es una fuerza determinada básicamente por la superficie


47




expuesta y el sismo está determinada por las masas en

juego.

2.4.1. CAGAS ACTUANTES

Para un edificio de cierta altura, el sistema

de cargas actuantes, en general, que compromete su

estabilidad, es el de cargas gravitacionales

Cuando aumento la altura del edificio, la

acción del viento comienza a comprometer la

estabilidad de las construcciones con igual

intensidad que las cargas gravitacionales.

Esto no significa que cuando calculamos un

edificio bajo (P.B. + 2 pisos) el viento no actúa;

el viento siempre está actuando sobre las

construcciones, pero en este caso no compromete su

estabilidad. Y porque sí lo hace en el caso de un

edificio alto?

El Viento es una Carga dinámica (que varía en

el tiempo) con una determinada dirección e

intensidad, o sea una masa de aire en movimiento

que al chocar contra el obstáculo (edificio) tiende

a volcarlo a correrlo.16

16 Canciani José María. Edificios en altura – acción del viento. En: www.inti.gob.ar, (pdf). http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/accion_viento/Viento.pdf

48

http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/accion_viento/Viento.pdf

http://www.inti.gob.ar/



CAPÍTULO III

3. LA CIMENTACIÓN DEL EDIFICIO

La cimentación es la parte estructural del edificio,

encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es

el único elemento que no podemos elegir, por lo que la

cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo

tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por

lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión

de la elección de la cimentación adecuada.

sus elementos constitutivos, a saber, muros, techos,

cubiertas, etc., que debe ser lo suficientemente resistente

para soportar su propio peso y las sobrecargas a las cuales

está exigida, es decir otros pesos adicionales a que está

sometida, como por ejemplo: el peso de la nieve o la

49



incidencia de los vientos. La cimentación de un edificio se

le denomina sistema constructivo diseñado para transmitir

las cargas y acciones sobre las superestructura al terreno

donde se cimenta.

De acuerdo a lo expresado, debemos saber que el

terreno donde asienta un edificio tiene una tensión

admisible considerablemente inferior a la de los materiales

que constituyen la estructura; por ello, la cimentación,

para poder transmitir las acciones que proceden del

edificio, deberá ampliar sus dimensiones para repartirlas

sobre el terreno de tal forma que las acciones resultantes

no superen a las que admita el terreno, y además que los

asientos que puedan producirse sean compatibles con las

características de la estructura y del edificio mismo

3.1. DEFINICIÓN

La cimentación es la parte de la infraestructura, que

transmite directamente al terreno las acciones recogidas

por la superestructura, debiendo cumplir las misiones

específicas para las cuales debe estar preparada:

Transmitir al terreno las cargas verticales, los

momentos y empujes que pudiese arrastrar el edificio.

Anclar al terreno ese edificio.

50



La solución propuesta deberá satisfacer estas misiones

de forma: económica, segura y sin movimientos admisibles,

durante y después de la ejecución del edificio. De forma:

económica, segura y sin movimientos admisibles, durante y

después de la ejecución del edificio.

Para su cálculo y dimensionado, se precisa conocer el

peso total de la obra (enteramente acabada y con

sobrecargas) y la aptitud portante del terreno elegido como

firme.

En todo caso deberá cumplirse que la tensión de

trabajo del terreno sea menor o igual a dicha aptitud

portante o tensión admisible del terreno.

La APTITUD PORTANTE se define por la carga unitaria

(Kp/cm2) bajo la cual son admisibles el asiento y el

coeficiente de seguridad frente a la rotura del terreno.17

3.2. ANTES DE LA ELECCIÓN DEFINITIVA DE LAS CIMENTACIONESDEBEN PONERSE EN CLARO LAS SIGUIENTES CUESTIONES.

Que clases de terrenos existen y que profundidades seencuentran.

A que profundidad se encuentra el terreno elegido comofirme y el espesor que tiene el estrato que lo forma.

Cuál es el nivel más alto de las aguas subterráneas(nivel freático más elevado).

Si son de prever asientos, el valor máximo admisiblepara su cálculo y limitación.

17 García D. Rafael y García M. Antonio .edificio y cimentación. En: Users, (pdf)file:///C:/Users/biblioteca/Downloads/cimentacion.pdf

51

../../../C:/Users/biblioteca/Downloads/cimentacion.pdf



Si existe peligro de que el terreno se hiele, sedeslave y posible anegamiento.

Si existen en el terreno materiales perjudiciales paralos componentes del cimiento.

Si la piedra (tierra) arrancada del suelo puede teneraplicación como material de construcción.

Es importante tener presente que el concepto de firme

es relativo, ya que es "la superficie del suelo capaz de

soportar unas determinadas tensiones con un cierto

cedimiento". Por tanto, la profundidad a que se encuentra

ese firme será variable en cada caso, en función de la

naturaleza del terreno y en función de la tensión y

cedimiento admisibles asignados.

3.3. PROPAGACIÓN DE LA PRESIÓN EN EL TERRENO

Se admite generalmente la hipótesis de que la

transmisión de las presiones de un macizo de cimientos se

difunde dentro de un cierto ángulo y que éstas van

decreciendo con uniformidad hacia abajo por capas

sucesivas, y con repartición uniforme.

Se representa a en los gráficos adjuntos las tensiones

principales, isostáticas, e isobaras de la carga en faja y

una superposición de la simplificación arriba expuesta.

Una comparación como la anterior demuestra que

admitiendo la distribución de la presiones según un ángulo

de 45º se está dentro del necesario margen de seguridad.

52



La forma del bulbo de presiones dependerá

primordialmente del tipo de carga y de la naturaleza del

terreno, entrando directamente en su estudio en la

asignatura "MECÁNICA DEL SUELO". Existirá una zona inerte

de diferente forma, así mismo, en la que la dispersión de

las presiones alcanzan un valor cero.18

3.3.1. PRESIONES EN LAS CAPAS PROFUNDAS

Se comprobará que las presiones que han desoportar las capas inferiores del terreno nosobrepasen las admisibles que le corresponden deacuerdo con su naturaleza. El cálculo se realizará por los métodos

indicados en "MECÁNICA DEL SUELO", admitiéndose la

simplificación de suponerla uniforme en cada capa,

para la superficie delimitada por planos trazados

por los bordes de la cimentación formando un ángulo

de 30º con el plano vertical.

De manera genérica se citan en textos las capas

a estudiar para dos casos de cimentaciones

elementales, no profundas, según esquemas.

Es decir, en caso de cimentación superficial en

zapata continua se estudiarán las capas de

profundidad 2 veces el ancho, siendo 3 veces la

dimensión del lado en zapata aislada cuadrada.


53




En casos de terrenos coherentes se comprobará,

además, que la carga total de cada cuerpo de

edificación, disminuido en el peso del cuerpo

excavado y dividido por la superficie que ocupa en

planta, no excede de la mitad de la tensión

admisible. 19

3.4. TENSIÓN Y ASIENTO ADMISIBLES: SU DETERMINACIÓN

El Arquitecto autor del proyecto, con su criterio

técnico y tras los reconocimientos y ensayos del terreno

que considere precisos, elegirá para cada caso la presión

admisible que considere adecuada.

El concepto de presión admisible de un terreno no es

fácil de precisar ya que está ligada íntimamente con las

características de ese terreno, dependerá del tipo de

cimentación, que a su vez es consecuente con el terreno y

el sistema de estructura sustentante (sustentada por el

cimiento) y finalmente del comportamiento del suelo a lo

largo del tiempo que es a su vez influenciada por agentes

externos naturales y artificiales.

De cualquier forma, la presión admisible deberá tener un

coeficiente de seguridad mínimo de tres respecto a la

presión de hundimiento que produce la rotura del terreno


54




por deslizamiento. Por otra parte, el terreno ha de tener

estabilidad frente a las cargas.

El terreno de cimentación es un sólido compresible y

por ello, la superficie de apoyo del cimiento desciende

bajo la acción de la carga. A este descenso de la

cimentación es a lo que se denomina ASIENTO de la misma.

La estabilidad del edificio exige que los asientos, tanto

absolutos como diferenciales hayan de conservarse

inferiores a ciertos valores compatibles con el tipo de

estructura y su función.

Si se sobrepasan esos valores debe disminuirse la presión

sobre el terreno, aumentando la superficie de apoyo, ya que

los asientos son función de las tensiones producidos entre

las superficies de contacto.

Debe, por tanto, ponerse especial cuidado en que no se

produzcan los ASIENTOS DIFERENCIALES, o diferencias de

asiento entre distintos elementos o partes de la

cimentación, ya que esto daría lugar a grandes tensiones en

la estructura por deformación excesiva de la misma,

debiéndose en su caso, fijar un valor máximo para estas

diferencias y considerarlas en el cálculo estructural.

La presión admisible sobre el terreno será el menor de

los dos valores siguientes: "el que resulta de dividir por

el coeficiente de seguridad la carga de hundimiento y el

limitado por la estabilidad por asientos".

55



En suelos arenosos es determinante, generalmente, la

estabilidad por asientos para la obtención de la carga

admisible. En suelos arcillosos preconsolidados, dicha

carga puede determinarse por la presión de seguridad al

hundimiento.20

3.5. NORMAS GENERALES SOBRE CIMIENTO DE UN EDIFICIO

Independientemente del tipo requerido elegido de

cimentación para cada proyecto, una vez estudiado el

terreno y conocidos los datos anteriormente dichos,

conviene tener presente las siguientes normas de carácter

genérico:

3.5.1. PROFUNDIDAD MÍNIMA

La estructura de cimentación (infraestructura

del edificio) debe estar convenientemente situada

respecto a las influencias de agentes exteriores, que

pueden modificar su comportamiento. Quedará fuera del

alcance de las heladas, convenientemente aislados de

acciones térmicas y meteorológicas.

En zonas rocosas se profundizará como mínimo 0,20

m en esa capa para cumplir la condición de anclaje del

cimiento.


56




Las profundidades señaladas se considerarán,

independientemente de la resistencia del terreno y el

talud existente, según se señala en los dibujos.

3.5.2. DISPOSICIÓN DE LAS CIMENTACIONES

Deberán evitarse los posibles deslizamientos de

los planos de asiento del cimiento, debiendo ser los

asientos (caso de producirse) perpendiculares a la

dirección de los esfuerzos, o de la resultante. Esto

afecta a cimentaciones sobre suelos inclinados, para

lo que se construirían escalonados, o bien estribos de

puentes, macizos bajo bóvedas, etc.

3.5.3. PROTECCIÓN DE LOS CIMIENTOS ANTE LAS AGUAS

En evitación del riesgo de modificaciones de la

naturaleza del terreno, por irrupción de aguas, o el

posible arrastre y para proteger de la constante

humedad y ascenso por capilaridad de elementos

empotrados, se instalaran drenes, para avenar o dar

salida a las aguas de lluvia y capa freática. 21

El drenaje o avenamiento se situará próximo a la

cimentación, componiéndose de tubos perforados, sin

juntas y a tope de material impermeable (barro cocido,

hormigón, plástico de diámetros proporcionales a la

cantidad de agua subterránea. Poseerán una pendiente

de 3.0 cm por metro (3%), se rodearán de una camisa de


57




drenaje compuesta de grava de 30-50 mm de diámetro,

disponiéndose sobre ella una zona de gravas filtrantes

de pequeño diámetro; el resto hasta la rasante del

suelo se completa con tierra.

Caso de existir una pared de sótano la que debemos

proteger es indispensable dotarle de la necesaria

impermeabilidad y estanqueidad por su parte externa.

3.5.4. MATERIALES UTILIZADOS

Tradicionalmente las cimentaciones superficiales

se han realizado confeccionando macizos aglomerados de

piedras naturales, de forma escalonada, sin que

tampoco se desestimaran infraestructuras de ladrillos

o piedras labradas. Los aglomerantes utilizados parten

desde la misma tierra o barro húmedo y compactado,

pasando por calles o cementos naturales.

De cualquier forma, los aglomerantes a utilizar

han de ser hidráulicos, ya que, deberán fraguar y

endurecer bajo la acción de la humedad, incluso a

veces, sumergidos en agua organizados en zampeados o

escalonados.

En terrenos deficientes (fangos inorgánicos,

terrenos orgánicos, de relleno o echadizos se han

utilizado sistemas de compactación mediante pilotes de

madera bajo emparrillado. En aquellos terrenos en

58



estado de humedad permanente o bien anegados, de poca

compacidad.22

3.5.5. CÁLCULO DE LAS ACCIONES

Será a partir de la clasificación primaria

formal, cuando se expondrán las diferenciaciones,

implicaciones mecánicas y funcionales que cada uno de

los tipos comporta. Posponiéndose el proceso del

cálculo específico, por constituir materia común y

compartida de los temarios de “Estructuras” y

“Mecánica del Suelo.

Los efectos que deben tenerse en cuenta al

calcular una cimentación, de manera muy general y

básica son:

La carga total que transmite la estructura.

El peso propio del cimiento.

El peso del relleno de tierras situadas sobre

el mismo.

En su caso deberá estimarse la subpresión debida

a la carga freática.

La ponderación del peso propio del cimiento deberá

tenerse en cuenta inicialmente en un porcentaje de la


59




carga total transmitida, siendo éste muy variable en

función de la calidad y profundidad del terreno

adoptado como firme.

En caso de terrenos muy buenos (resistentes)

oscila entre el 8-10% de la carga total, mientras que

en terrenos de baja resistencia alcanzan desde el 15-

20% de la carga total transmitida, y a veces más aún,

dependiendo además de la profundidad en que se

encuentre la capa aceptada como firme.23

CONCLUSIONES

Se puede decir que es independizaran las

cimentaciones y las estructuras que estén situados en

terrenos que presenten discontinuidades o cambios

sustanciales de su naturaleza, de forma que las distintas

partes de edificio queden cimentadas en terrenos


60




homogéneos. Por lo que el plano de apoyo de la

cimentación será horizontal o ligeramente escalonado

suavizando los desniveles bruscos de la edificación.

La profundidad del plano de apoyo o elección, se

fijara en función de las determinaciones del informe

geotécnico, teniendo en cuenta que el terreno que queda

por debajo de la cimentación no quede alterado, como ya

he dicho antes, para la cimentación, o mejor dicho, para

saber qué tipo de cimentación hemos de utilizar, tenemos

que saber el tipo de terreno con el que nos vamos a

encontrar.

Los cimientos no solo transmiten compresiones,

sino que mediante esfuerzos de rozamiento y adherencia

llegan a soportar cargas horizontales y de tracción,

anclando el edificio al terreno, reiterando que la

cimentación es la base fundamental para una construcción

de este depende la resistencia y la seguridad.

61



RECOMENDACIONES

Es conveniente en el área a construir, realizar una

exploración geotécnica exhaustiva de la zona, con los

diferentes ensayos de laboratorio. Dependiendo de la

magnitud de la obra.

Como ingeniero realizador o constructor de la obra

es necesario conocer las propiedades y características de

suelos, para poder determinar y verificar la capacidad de

carga del suelo que soportará la estructura, ya que

generalmente los subsuelos presenta diferentes variedades

de suelos dependiendo también al área geográfica que se

encuentre, conociendo e identificando al tipo de suelo

analizar su comportamiento para así saber que materiales

usar y que precauciones tener en cuenta.

Para la construcción de todo tipo de edificación,

se utilizan diferentes tipos de cimentaciones de acuerdo

a la estructura que se elaborará, será necesario realizar

un buen sistema de drenaje, con el objeto de evitar

posibles infiltraciones en el subsuelo.

62



APORTE

La construcción de infraestructuras se da

masivamente en la actualidad por la que se originan las

competencias empresariales, de esta forman también surgen

las empresas informales que dan una mala imagen brindando

servicios inadecuados sin los requerimientos

establecidos, estos mayormente son las que elaboran las

viviendas sin ningún estudio del suelo, construyendo

imprevistamente sin tener en cuenta las posibles

continuidades que se pueda dar a futuro, también lo

realizan de acuerdo a las posibilidades del propietario,

obviando lo más importante que es la seguridad de las

que evitarán.

63



GLOSARIO

FREÁTICO

Corresponde al nivel superior de una capa freática o

de un acuífero en general. A menudo, en este nivel la

presión de agua del acuífero es igual a la presión

atmosférica.

64

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica


http://es.wikipedia.org/wiki/Acu%C3%ADfero

http://es.wikipedia.org/wiki/Capa_fre%C3%A1tica



PROPAGACIÓN

Conjunto de fenómenos físicos que conducen a las ondas

del transmisor al receptor. Esta propagación puede

realizarse siguiendo diferentes fundamentos físicos, cada

uno más adecuado para un rango de frecuencias de la onda a

transmitir.

ISOSTÁTICAS

Es aquella en la que las reacciones (en

empotramientos, apoyos, articulaciones,...) se pueden sacar

o calcular con las ecuaciones de la estática (ΣM=0, ΣF=0).

Es decir que planteando el sumatorio de momentos en los

tres planos (x, y,z) y el sumatorio de fuerzas en los tres

ejes (x,y,z) obtenemos todas la reacciones.

ISÓBARAS

Es un isógrama de presión, es decir, una curva de

igual o constante presión en un gráfico, trazado o mapa que

sirve para ver con precisión los mapas del tiempo. Salvo

posibles casos especiales, las isobaras se refieren

exclusivamente a líneas que unen en un mapa los puntos de

igual presión atmosférica, que se mide en bares, por lo que

constituye un término meteorológico. Las isobaras de un

mapa meteorológico sirven para dar información acerca de la

fuerza del viento y la dirección de este en una zona

determinada.

65


http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3grama



ASIENTOS DIFERENCIALES

Del conjunto de comportamiento de una estructura, la

aparición de asientos diferenciales es uno de los más

perjudiciales y de más difícil solución una vez ejecutada

la estructura.

PILOTES

elemento constructivo utilizado para cimentación de

obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato

resistente del suelo, cuando este se encuentra a una

profundidad tal que hace inviable, técnica o

económicamente, una cimentación más convencional

mediante zapatas o losas.

PILAR

Es un elemento soporte o sostén de un edificio, de

orientación vertical o casi vertical, destinado a recibir

cargas para transmitirlas a la cimentación y que, a

diferencia de la columna, tiene sección poligonal. Otros

elementos de soporte son muros y las columnas.

DINÁMICA

Describe la evolución en el tiempo de un sistema

físico en relación con las causas que provocan los cambios

de estado físico y/o estado de movimiento.

ZAPATAS

66

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_f%C3%ADsico

http://es.wikipedia.org/wiki/Columna_(arquitectura)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Losa_de_cimentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Zapata_(cimentaci%C3%B3n)


http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo



Es un tipo de cimentación superficial (normalmente

aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente

homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas.

Consisten en un ancho prisma de hormigón (concreto) situado

bajo los pilares de la estructura. Su función es transmitir

al terreno las tensiones a que está sometida el resto de la

estructura y anclarla.

BIBLIOGRAFÍA

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Tovera Hernando. Capacidad de carga. En: igp, (pdf).http://www.igp.gob.pe/hernando.tavera/documento_mapa/capacidad_portante/6Capacidadcarga.pdf . S.F. 20/02/14. 17:09 hs.

Montoya Javier y Pinto V. Francisco. CIMENTACIONES. En: Web delprofesor (pdf).

67




http://es.wikipedia.org/wiki/Pilar

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n




http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/Cimentaciones.pdf. Agosto de 2010. 09/03/2014. 05:31 p.m.

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Ruiz L. José Gregorio. TESIS, Proceso constructivo de la cimentación. En: ASK. file:///F:/tesis%20de%20cimentacion/373_PROCESO%20CONSTRUCTIVO%20DE%20LA%20CIMENTACION,%20EN%20EL%20EDIFICIO%20DE%20LA%20NUEVA%20SEDE%20DEL%20INSTITUTO%20DE%20INVESTIGACIONES%20BIOMEDICAS,%20DE.pdf. AGOSTO 2005. 25/02/2014. 03:00 P.M.

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Canciani José María. Edificios en altura – acción del viento. En: www.inti.gob.ar, (pdf). http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/accion_viento/Viento.pdf . 2009. 20/02/2014.05:56 p.m.

68

http://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/accion_viento/Viento.pdf

http://www.inti.gob.ar/









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