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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LOS ANDES FACULTAD DE INGINIERÍA ESCUELA DE PROFESIONAL INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA: INTRODUCCIÒN A LA INGENIERIA CIVIL. TEMA: LOS ARQUITECTOS MAS FAMOSOS DEL MUNDO. DOCENTE: CAMILO TRILLO CARBAJAL. ESTUDIANTE: FENDER EDUARDO CAYCHIHUA ALCARRAZ. JHOEL M. MOLINA PEREZ. JHON YOMAR CASTILLO MUNARES. JUAN PABLO MEJIA DAMIAN. LUNA VALDERRAMA JANS MARCO

ABANCAY-APURÍMAC 2017

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

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INDICE DEDICATORIA ................................................................................................................................ 2 INTRODUCCIÓN............................................................................................................................. 3 OBJETIVOS:..................................................................................................................................... 4 1.

GENERAL: ............................................................................................................................ 4

2.

ESPECIFICO: ....................................................................................................................... 4

CIMENTACIONES SUPERFICIALES: ........................................................................................ 4 1.

CONCEPTO: ............................................................................................................................. 4 1.1.

Cimentaciones ciclópeas: ............................................................................................... 4

1.2.

Zapatas. ........................................................................................................................... 5

1.2.1.

Zapatas aisladas. ......................................................................................................... 6

1.2.2.

Zapatas corridas.......................................................................................................... 8

1.2.3.

Zapatas combinadas. ................................................................................................ 10

1.3.

Losas de cimentación. .................................................................................................. 13

BIBLIOGRAFIA: ........................................................................................................................... 17

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DEDICATORIA Este trabajo es dedicado para todas las personas que día a día nos brindan todo el apoyo necesario para seguir adelante.

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INTRODUCCIÓN La cimentación es aquella estructura que se encarga de transmitir las cargas al terreno, distribuyéndolas de forma que la presión admisible no debe ser superada encada parte de la edificación y no produzca cargas zonales, teniendo en cuenta las características del suelo, se va a elegir el tipo de cimentación a desarrollar. Transmiten las fuerzas originadas por el peso propio de la estructura y sobrecargas que posteriormente actuarán sobre esta, resiste todas las cargas puntuales y las apoya en el terreno con firmeza, mediante comprensión vertical. También podemos decir que es el soporte de la vivienda, y la causante del equilibrio. Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y muertas, para que pueda ser duradera. La cimentación es muy importante porque es la base estructural más importante de la vivienda, en ella se transmiten las cargas puntuales de toda la infraestructura, brindando resistencia y seguridad a todas las personas que la habitan. Proporciona estabilidad ante cualquier desastre evitando que esta se desplome, nos da confianza para poder sobrevivir ante un sismo o terremoto. La cimentación cumple con diversas características y cuanto mayor es el costo en materiales, se mejora el tipo de cimentación, proporcionando una mejor resistencia y adecuado comportamiento de esta ante una catástrofe. En esta investigación llegamos a conocer que la cimentación ayuda a sustentar la estructura de la edificación garantizando una buena estabilidad. Debemos construirla con los mejores materiales para que no causen daños irreparables

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OBJETIVOS: 1. GENERAL: desarrollar un tema informativo sobre las cimentaciones superficiales. 2. ESPECIFICO: transmitir las cargas puntuales de la estructura mediante comprensión vertical, hacia la zapata utilizada, reconocida mediante diversos estudios sobre el tipo de suelo y la estabilidad que esta proporciona.

CIMENTACIONES SUPERFICIALES: 1. CONCEPTO: 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 este tipo de cimentación, 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. 1.1. 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

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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: 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.

1.2. 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. En la figura 1, se pueden observar los tipos de zapata, que posteriormente serán expuestas con detalle.

Figura 1: tipos de zapatas.

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

1.2.1. Zapatas aisladas. Empleadas para pilares aislados en terrenos de buena calidad, cuando la excentricidad de la carga del pilar es pequeña o moderada. Esta última condición se cumple mucho mejor en los pilares no perimetrales de un edificio. Las zapatas aisladas según su relación entre el canto y el vuelo o largo máximo libre pueden clasificarse en: Construcción de una cimentación con zapata asilada Zapatas rígidas o poco deformables. Zapatas flexibles o deformables. Y según el esfuerzo vertical esté en el centro geométrico de la zapata se distingue entre: Zapatas centradas. Zapatas excéntricas. Zapatas irregulares. Zapatas colindantes El correcto dimensionado de las zapatas aisladas requiere la comprobación de la capacidad portante de hundimiento, la comprobación del estado de equilibrio (deslizamiento, vuelco), como la comprobación resistente de la misma y su asentamiento diferencial en relación a las zapatas contiguas. Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Constructivamente, conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin intersectar zapatas o riostras.

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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. El informe geotécnico proporciona información sobre la resistencia a compresión de los diferentes estratos, por lo que a partir de él es posible decidir el estrato más adecuado teniendo en cuenta la heterogeneidad del terreno y el coste de construcción de los diversos tipos de cimentación. En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes. En cuanto al hormigón, la mayor parte de instrucciones de hormigón recomiendan bajo condiciones usuales, usar 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, antes de colocar las armaduras. Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 10 cm. en el estrato del terreno.

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Figura

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zapatas aislada. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

1.2.2. Zapatas corridas. Las dos formas comunes de zapatas son la zapata corrida o para muro y la zapata aislada o para columnas. Las zapatas corridas se presentan en forma de franja y, en general, se colocan simétricamente debajo del muro que soportan. Las zapatas aisladas son, con frecuencia, carpetas cuadradas simples que soportan una sola columna. Cuando las columnas están muy cercanas entre sí o en el extremo de un edificio, se pueden usar zapatas especiales que soportan más de una columna aislada (Parker y Ambrose, 1996). Una zapata para muro consiste simplemente en una franja de concreto reforzado más ancha que el muro y que distribuye su presión (Nilson y Winter, 1997).

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Las zapatas corridas o para muros se componen de franjas de concreto colocadas debajo de los muros. El tipo más común de zapata de muro es el que se muestra en la figura 9.2, la cual consiste en una franja de sección rectangular (Parker y Ambrose, 1996).

Figura 3: zapatas corrida o zapata para muro. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

Las zapatas corridas se utilizan para soportar muros de concreto, piedra o tabique (apoyo corrido), y su trabajo se efectúa en un solo sentido (Pérez, 1993). Se utiliza como plataforma sobre la cual se construye el muro. Por lo tanto, se establece un ancho mínimo para la zapata según el espesor del muro, por lo que, en general, se hace un poco más ancha que el muro. El ancho adicional exacto que se requiere para esta finalidad es una cuestión de criterio (Parker y Ambrose, 1996). El cimiento para muros representa el caso de una losa invertida en voladizo, con carga de gran intensidad ejercida por la presión del terreno y repartida uniformemente. Estos cimientos solo llevan acero de tensión en un sentido (acero perpendicular al muro); además llevan acero paralelo al muro para absorber las contracciones y los cambios de temperatura (Pérez, 1993). Ver imagen

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Figura 4: cimientos con acero en tension. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

1.2.3. Zapatas combinadas. Las zapatas superficiales que sostienen más de una columna o muro se conocen como zapatas combinadas. Estas pueden dividirse en dos categorías: aquellas que soportan dos columnas y las que sostienen más de dos columnas. 1.2.3.1. Zapatas combinadas que soportan dos o más columnas: Este tipo de zapatas se utiliza en edificios donde la presión del suelo admisible es suficientemente grande para que puedan proyectarse zapatas individuales en la mayor parte de las columnas, las zapatas para dos columnas se hacen necesarias en dos situaciones: Cuando las columnas están tan cerca del límite de la propiedad que no se pueden construir zapatas individuales sin sobrepasar este límite. Cuando algunas columnas adyacentes están tan cerca entre sí que sus zapatas se traslapan. 1.2.3.2. Zapatas que soportan más de dos columnas: Cuando la capacidad de carga del subsuelo es baja de modo que se hacen necesarias grandes CIMENTACIONES SUPERFICIALES

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áreas de contacto, las zapatas individuales se remplazan por zapatas en franjas continuas que sostienen más de dos columnas y por lo general todas las columnas en una fila. En algunos casos estas franjas se disponen en dos direcciones, en cuyo caso se obtienen una cimentación reticular. Las cimentaciones por franjas pueden proyectarse para que se desarrollen un área de contacto mucho mayor, lo cual resulta más económico que proyectar zapatas individuales, puesto que en las franjas individuales representan vigas continuas cuyos momentos son mucho menores que los momentos en voladizos de las grandes zapatas individuales que se extienden distancias considerables desde la columna en las cuatro direcciones.

1.2.3.3. Tipos: Una zapata combinada puede ser una losa rectangular o trapezoidal. Zapatas combinadas de forma rectangular Las zapatas combinadas de forma rectangular se utilizan cuando las separaciones entre columnas cercanas con cimientos cuadrados se unen para formar uno solo de forma rectangular y si la zapata puede continuarse más allá de la columna interior a una distancia suficiente y la columna exterior tienen una carga más ligera. Como se muestra en la figura.

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Figura 5: zapata combinada d tipo rectangular. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

En este tipo de cimentación los esfuerzos transmitidos al suelo son distribuidos uniformemente. El diseño de las zapatas rectangulares consiste en determinar la localización del centro de gravedad de las cargas que proporcionan las columnas, de tal manera que utilizando el ancho y la longitud hacer coincidir el centroide del área con la resultante de cargas. Zapata combinada trapezoidal Las zapatas de forma trapezoidal desarrollan prácticamente la misma función que una de forma rectangular, pero además se utilizan cuando existe el problema de lindero en la propiedad, es decir que la zapata no se pueda extender más allá de los límites del terreno, también se utiliza cuando no es posible diseñar como zapata rectangular por existir columna muy cercana o por existir una zapata aislada para algún montaje especial. Para la solución y diseño de esta cimentación, se basa en ecuaciones simultáneas que nos dan la mínima área requerida del trapecio y su centroide para poder dimensionar los anchos.

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Figura 6: zapata combinada trapezoidal. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

Esta cimentación al igual que la forma rectangular, se busca hacer coincidir la resultante de las cargas con el centroide del área de la zapata. Debido a la variación en el ancho nos proporciona, un diagrama de cortante con una curva de segundo grado y un diagrama de momento de tercer grado. S>2(X+c/2). 1.3. Losas de cimentación. Una placa continua de cimentación es una subestructura que transmite las cargas al suelo y que generalmente abarca toda el área de la base de la subestructura, como si fuera una losa de piso. Una losa de cimentación fácilmente se construye si tiene un espesor uniforme. Se presenta un método aproximado para el análisis y diseño de placas de cimentación, suponiendo que la placa debe ser rígida, gruesa y resistente, las columnas deberán estar apoyadas en dados o pedestales, éstos tienen el mismo objetivo que los capiteles en una losa plana de piso, es decir, ampliar la zona critica para absorber

esfuerzos

cortantes

y

momentos

flexionantes,

evitando

concentraciones de esfuerzos locales peligrosos. Se parte de considerar que la placa es rígida y la carga constante, que el suelo plástico se comprimirá de tal

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manera que la carga de cada columna se distribuirá casi uniformemente bajo la placa en las inmediaciones de dicha columna particular.

Figura 7: losas de cimentación. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

Placa de cimentación para un edificio Se colocarán dados o pedestales en cada columna con el objeto de ampliar las secciones críticas hasta un perímetro suficiente con el fin de evitar concentraciones locales de esfuerzos portantes y flexionantes críticos que puedan provocar fallas en la losa; se puede usar otras alternativas como, un armado embebido en el espesor de la losa, pero rehundido, como si fueran zapatas aisladas. Las dimensiones de la base del dado, hp = ancho del pedestal, se recomienda que este comprendido entre un quinto y un cuarto del claro entre columnas. La obtención de las cargas o presiones de contacto sobre la losa de cimentación se pueden obtener considerando que debido a que la placa es rígida y las cargas constantes, el suelo plástico se comprimirá y se reajustará, de tal manera que la carga de cada columna se repetirá casi uniformemente bajo la losa. En la zona próxima a la columna la presión del suelo se obtiene con la expresión Se puede despreciar el peso propio de la losa de acuerdo a criterio del calculista. En los casos donde las cargas de columnas

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contiguas, difieran mucho, no es recomendable usar este tipo de cimentación debido a la posibilidad de un hundimiento local por que la placa no puede repartir cargas desiguales a distancias alejadas en suelos compresibles. Se recomienda que la relación entre los claros de columnas largo a corto en direcciones ortogonales no sea mayor de 1.2. Los claros entre ejes de columnas no deben ser mayores de 6 o hasta 7 metros, ya que de mayores dimensiones se requerirá una losa muy gruesa. Para el análisis se considera a la losa dividida en franjas de columnas que tenga un ancho de hp + 3d, o un valor mayor, sin rebasar la mitad de la longitud de claros de lados contiguos, el valor d es el peralte efectivo de la losa. se obtiene una retícula de vigas o franjas de columnas, si esta retícula de vigas es el adecuado se puede imaginar que las losas de las franjas centrales están apoyadas en las vigas, en la figura 4.1 se ilustran las franjas de ejes y con sombra las pequeñas losas centrales. Para canalizar las cargas o presiones del suelo, se trazan líneas a 45° a partir del centro de columnas, resultando áreas de forma triangular o trapezoidal, vea figura Las presiones bajo la superficie abdc se pueden considerar que se distribuyen de la siguiente forma, la franja de columnas soportará la carga correspondiente al área que le corresponde a dicha franja y los pequeños triángulos sobrantes se canalizan a la losa central ghij. En forma similar se procede a distribuir cargas correspondientes al área aeck, y de la misma manera se realiza la distribución para toda la superficie. Ahora se procede al análisis estructural. El cálculo para las franjas de columnas o vigas planas se puede realizar como vigas continuas, usando el método de distribución de momentos o más conservadoramente como vigas doblemente empotradas.

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Figura 8: distribución de momentos. Fuente: avdiaz.files.wordpress.com

Losa de cimentación y momentos flexionantes La losa central se puede analizar como un tablero empotrado en sus cuatro bordes, por ejemplo, el tablero ghij, dichos empotres se consideran en los bordes de las vigas planas. Otra alternativa es considerar el empotramiento a una distancia, del borde, de un 20% del ancho de las franjas, pero sin exceder el peralte efectivo de la losa. Para analizar la losa se puede usar cualquiera de los métodos de diseño de losas propuestos por los reglamentos. Una recomendación conservadora para el diseño es la siguiente, para determinar el armado inferior se considera a la losa como si estuviera empotrada en los bordes de las franjas y para el armado superior se considera como simplemente apoyada a lo largo de dichos bordes. Conocidos los elementos mecánicos se procede a diseñar, o sea a determinar las cantidades de refuerzo en las vigas anchas y en las losas centrales.

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BIBLIOGRAFIA: https://es.slideshare.net/kbastidassalazar/zapatas-y-losas-de-cimentacin https://es.slideshare.net/daigo1691/zapatas-combinadas https://sites.google.com/site/construyetuingenio2013/construccion-deestructuras-de-concreto-reforzado/Cimentacin-superficial/zapatas-aisladas-ycorridas https://www.google.com.pe/search?q=zapatas+aislada&client=opera&hs=OD J&espv=2&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjwrPbBspHYAh UBQCYKHXvyCXkQ_AUICigB&biw=1147&bih=637#imgrc=sfqc7v80Tc6e7 M: https://es.wikipedia.org/wiki/Zapata_(cimentaci%C3%B3n) https://avdiaz.files.wordpress.com/2008/08/cimentaciones-y-fundaciones.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3n https://es.slideshare.net/brigittecarolinecarooropeza/cimentaciones-54936207 https://www.scribd.com/document/293048615/Cimentaciones-Superficialespdf

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