2015

EDIFICACIONES DE CONCRETO - ANALISIS DE CIMENTACIONES

ESCUELA: INGENIERA

FACULTAD: INGENIERIA CIVIL

DOCENTE: CERNA VASQUEZ MARCO

CURSO: RESISTENCIA DE MATERIALES

CICLO: V

ALUMNOS:

- CASTILLO WONG PAUL DAVID

- FERRER CASTILLO JOSE

INDICE

INTRODUCCION

CIMENTACION

TIPO DE CIMENTACIONES

1.- Cimentaciones superficiales o directas

1.1 cimentaciones ciclopio

1.2.- Zapatas.

1.3.- Zapatas aisladas.

1.4.- Zapatas corridas.

1.5.- Zapatas combinadas.

1.6.- Losas de cimentacin.

2.- Cimentaciones profundas

2.1.- Pilas y Cilindros.

2.2.- Pilotes.

2.3.- Pantallas:

2.3.1 Pantallas isostticas.

2.3.2 Pantallas hiperestticas.

3.- Anlisis de las condiciones de cimentacin

3.1 Cargas a utilizar

CONCLUSIONES

INTRODUCCIN

Las estructuras se apoyan en el terreno, por lo que este pasa a conforma una parte ms de la misma,

debido a que el terreno por sus condiciones naturales, presenta menos resistencia y mayor

deformabilidad que los dems componentes que conforma la estructura, la edificacin, por lo que

no puede resistir cargas al igual que a estructura, debido a ello se busca implementar cierto artificio

a la estructura que permita transmitir y repartir las cargas al terreno de una manera adecuada para

que el mismo no falle o se deforme al exceder su resistencia puntual, este artificios son la

cimentaciones o apoyos de la estructura.

Estas cimentaciones o apoyos deben ser dimensionados en base a las caractersticas 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.

Para fines del trabajo se desarrolla las cimentaciones directa abriendo prembulo con que es una

cimentacin y cul es la funcin que cumple, para luego si adentrarse en los distintos factores,

parmetros, circunstancias, consideraciones especiales, calculo, inters entre otro, referente a las

cimentaciones directa o superficiales, entendiendo que las misma son cementaciones poco

profunda, que reparten la cargas en un plano horizontal, utilizadas sobre todo cuando la

caractersticas naturales del suelo permiten su aplicacin.

CIMENTACIONES

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

cimentacin posee un rea en planta muy superior a la suma de las reas de todos los soportes y

muros de carga, esta puede definirse en general como el conjunto de elementos de cualquier

edificacin cuya misin es transmitir al terreno las cargas que soporta la estructura.

Los cimiento en general piezas de volumen considerable. Con respecto al volumen de las piezas de

la estructura. Los cimientos se construyen casi invariablemente en hormign armado

Se denomina cimentacin al conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las

cargas de la edificacin o elementos apoyados a este al suelo distribuyndolas de forma que no

superen su presin admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es,

generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportar, el rea de contacto entre el suelo

y la cimentacin ser proporcionalmente ms grande que los elementos soportados (excepto en

suelos rocosos muy coherentes).

La cimentacin es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la superestructura.

Hay que prestar especial atencin ya que la estabilidad de la construccin depende en gran medida

del tipo de terreno.

TIPOS DE CIMENTACIN

La eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las caractersticas mecnicas del

terreno, como su cohesin, su ngulo de rozamiento interno, posicin del nivel fretico y tambin

de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad

portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de

cimentacin. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de

cimentacin menos costoso y ms simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad

portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentacin superficial se valoran otros

tipos de cimentaciones.

Hay dos tipos fundamentales de cimentacin:

1.- Directas

2.- Profundas

1.- Cimentaciones superficiales o directas

baco que transmite el esfuerzo a una cimentacin superficial de una pila de puente. La

cimentacin est enterrada y no es visible en la figura.

Esquema que muestra donde se aplican las cimentaciones superficiales (ms baratas) y las

cimentaciones profundas. Muchas veces en terrenos malos hay que optar siempre por la

cimentacin profunda, incluso para construcciones de poco peso, como una casa pequea.

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener ste

suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y

relativamente livianas. En este tipo de cimentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo

horizontal.

En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se

apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las

cimentaciones superficiales se clasifican en:

Cimentaciones ciclpeas.

Zapatas.

Zapatas aisladas.

Zapatas corridas.

Zapatas combinadas.

Losas de cimentacin.

1.1 Cimentaciones ciclpeas

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin

desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencillo y econmico.

El procedimiento para su construccin consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de

diferentes tamaos al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporcin 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 prcticamente en desuso, se usaba en construcciones

con cargas poco importantes. El hormign ciclpeo se realiza aadiendo piedras ms o menos

grandes a medida que se va hormigoneando para economizar material. Utilizando este sistema, se

puede emplear piedra ms pequea que en los cimientos de mampostera hormigonada.

Tratar que las piedras no estn en contacto con la pared de la zanja.

Que las piedras no queden amontonadas.

Alternar en capas el hormign y las piedras.

Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormign.

1.2 Zapatas

Una zapata es una ampliacin de la base de una columna o muro, que tiene por objeto transmitir

la carga al subsuelo a una presin 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. En la figura 1, se pueden observar los tipos de zapata, que posteriormente

sern expuestas con detalle.

Figura 1: Tipos de zapatas

1.3 Zapatas aisladas

Las zapatas aisladas son un tipo de

cimentacin superficial que sirve de base

de elementos estructurales puntuales

como son los pilares; de modo que esta

zapata ampla la superficie de apoyo

hasta lograr que el suelo soporte sin

problemas la carga que le transmite.La

zapata aislada no necesita junta pues al

estar empotrada en el terreno no se ve

afectada por los cambios trmicos,

aunque en las estructuras s que es

normal adems de aconsejable poner una

junta cada 3 m aproximadamente, en

estos casos la zapata se calcula como si

sobre ella solo recayese un nico pilar.

Zapatas aisladas

En el clculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en cuenta adems del peso del

edificio y las sobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos,

estas dos ltimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento.

1.4 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 comparacin con su seccin transversal. Las zapatas

corridas estn indicadas

como cimentacin de un

elemento estructural

longitudinalmente continuo,

como un muro, en el que

pretendemos los asientos en

el terreno.

1.5 Zapatas combinadas

Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentacin para dos o ms pilares. En principio

las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores.

Si estos se combinan en un nico elemento de cimentacin, el resultado puede ser un elemento

ms estabilizado y sometido a un menor momento resultante.

1.6 Losas de cimentacin

Una losa de cimentacin es una zapata combinada que cubre toda el rea que queda debajo de

una estructura y que soporta todos los muros y columnas. Cuando las cargas del edificio son

tan pesadas o la presin

admisible en el suelo es tan

pequea que las zapatas

individuales van a cubrir ms

de la mitad del rea del

edificio, es probable que la

losa corrida sea ms

econmica que las zapatas. Las

losas de cimentacin 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 distribucin

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 cimentacin, o bien usando marcos rgidos o haciendo celdas con trabes y contra

trabes, es entonces cuando se forman los llamados cajones de cimentacin. En la figura 2 se

muestran a grandes rasgo la representacin de losas de cimentacin.

2.- Cimentaciones profundas

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas

aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Por eso

deben ser ms profundas, para poder proveer sobre una gran rea sobre la que distribuir un

esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Este tipo de cimentacin se utiliza cuando

se tienen circunstancias especiales: -Una construccin determinada extensa en el rea de austentar-

. Una obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningn sistema de cimentacin

especial. -Que terreno al ocupar no tenga resistencia o caractersticas necesarias para soportar

construcciones muy extensas o pesadas. Algunos mtodos utilizados en cimentaciones profundas

son:

Pilas y Cilindros.

Pilotes.

Pantallas:

pantallas isostticas.

pantallas hiperestticas.

2.1 Pilas y cilindros

En la ingeniera de cimentaciones el termino pila tiene dos significados diferentes. De acuerdo con

uno de sus usos la pila es un miembro estructural subterrneo que tiene la funcin que cumple una

zapata, es decir transmitir las cargas que soporta al suelo. Sin embargo, en contraste con una zapata,

la relacin de la profundidad de la cimentacin con respecto a la base de las pilas es por lo general

mayor que cuatro, mientras que para las zapatas, esta relacin es menor que la unidad.

2.2 Pilotes

Los pilotes son miembros estructurales con un rea de seccin transversal pequea en comparacin

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 nmero de pilotes para soportar la carga de

una sola columna o muro. Son elementos de cimentacin esbeltos que se hincan (pilotes de

desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno

(pilotes de extraccin ejecutados in situ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los aos 1940

comenz a emplearse el hormign. La figura 3 representa pilotes prefabricados y la figura 4,

dichas estructuras en vista espacial.

Figura 3: Pilotes prefabricados e in situ Figura 4: Cimentaciones Profundas

Funcin de los pilotes

Cuando el suelo situado al nivel en que se desplantara normalmente una zapata o una losa

de cimentacin, es demasiado dbil o compresible para proporcionar un soporte adecuado,

las cargas se transmiten al material ms 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 cimentacin o cuando la construccin de estas en los lugares dispuestos para su

emplazamiento son inadecuadas, antieconmicas o bien no viables.

Tipos de pilotes

Los pilotes se construyen en una gran variedad de materiales, longitud y forma de su

seccin, y que se adaptan a diversas necesidades de carga, colocacin y economa. Entre

algunos de los ms comunes tenemos:

- Pilotes de madera: Son pilotes antiguos, desde la poca del impero romano

- Pilotes de concreto: Son los mas usados en la actualidad los hay de secciones

circulares, cuadrada y octagonal y en tamaos de 8, 10, 12 metros.

- Pilotes de acero: los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes y usualmente se

llena de concreto son reforzados con acero

2.3 Pantallas

Son muros verticales profundos que soportan las presiones del terreno; por tanto, es

necesario anclar el muro a dicho terreno.

Tipos de pantallas

- 2.3.1 Pantallas isostticas: con una lnea de anclajes

- 2.3.2 Pantallas hiperestticas: dos o ms lneas de anclajes.

Tipificacin de cimentaciones

La tipificacin entre cimentacin superficial y profunda se establece segn la relacin entre

el ancho del cimiento (B) y la profundidad del plano de apoyo (Z). No ha estado claramente

delimitada, dependiendo hasta ahora del autor. En la figura 5 se presenta la relacin Z/B,

donde el Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE), que es el marco normativo espaol por el

que se regulan las exigencias bsicas de calidad que deben cumplir los edificios, establece

su relacin para cimentaciones profundas.

Figura 5: Relacin entre ancho del cimiento (B) y profundidad del plano de apoyo (Z)

Segn el reglamento nacional de construccines de la Normal E.050:

3.- ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIN

3.1 CARGAS A UTILIZAR

Para la elaboracin de las conclusiones del EMS y en caso de contar con la informacin

de las cargas de la edificacin se debern considerar:

a) Para el clculo del factor de seguridad de cimentaciones: se utilizarn como cargas

aplicadas a la cimentacin, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseo estructural

de las columnas del nivel mas bajo de la edificacin.

b) Para el clculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos

granulares: se deber considerar la mxima carga vertical que acte (Carga Muerta ms

Carga Viva ms Sismo) utilizada para el diseo de las columnas del nivel ms bajo de la

edificacin.

c) Para el clculo de asentamientos en suelos cohesivos: se considerar la Carga

Muerta ms el 50% de la Carga Viva, sin considerar la reduccin que permite la Norma

Tcnica de Edificacin E. 020 Cargas.

CONCLUSIONES

Las cimentaciones son elementos de una estructuras que pasan a conforma una parte esencial de la misma debido a que ellas van a permitir la comunicacin de la cargas de la estructuras hacia el terreno, con lo que ayudan al terreno, al suelo, a resistir esta cargas, por lo que el mismo no sufrir y se comportara idealmente para las condiciones que se est sometiendo. Por lo tanto la cimentacin viene a conforma las bases de la estructura y de ah que el comportamiento de edificacin u obra civil va estar forzado a como esta trabaje y se comporte.

Debido a la importancia que cobra la cimentacin, la misma esta forzada a cumplir con ciertos parmetros geomtricos, de presin, de conformacin que responden a la s caractersticas del suelo y de las cargas de la estructuras y los cuales se esbozaron a lo largo del trabajo. Por lo tanto el diseo de una cimentacin no es algo que se realiza de manera intuitiva sino que cumple con una metodologa de diseo que evala desde la forma de la cimentacin hasta la profundidad que esta va comprender, as como tambin las caractersticas naturales del suelo.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

- http://es.wikipedia.org/wiki/Cimentacin

- http://es.wikipedia.org/wiki/Cdigo_Tcnico_de_la_Edificacin - http://www.arqhys.com/tipos-cimentaciones.html - http://html.rincondelvago.com/cimentacion_pilotaje_construccion.html