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“Año del Buen Servicio al Ciudadano”

FACULTAD

: Ingeniería y Arquitectura

E.P.A.

: Escuela Profesional de Arquitectura

CURSO

: Estructura I

DOCENTE

: Lic. José Narbasta Velásquez

CICLO

: III - A

INTEGRANTES : Rivas Bazalar, Norma Andrea Espinoza Rojas, Bettzy Gianela Alberto Ocaña, Jackeline Azucena Huertas Benites, María Fe Alondra Burgos Jaimes, María José Daniela.

Dedicatoria Agradezco a Dios por habernos guiado, y dedicamos este trabajo a nuestros padres, nuestros compañeros y a nuestro Docente por darnos las pautas necesarias y por sus sabias cátedras que nos brinda.

INDICE INTRODUCCION………………………………………………………………………..

01

I. ZAPATAS (CIMENTACIONES) – CONCEPTO……………………………….. 1.1. Importancia de la cimentación en las construcciones……………….. 1.2. Función de la cimentación……………………………………………….....

02 03 03

II. PARTES DE UNA ESTRUCTURA……………………………………………….... 2.1. Requisitos de una buena Cimentación…………………………………...

04 04

III. TIPOS DE CIMENTACIONES…………………………………………………… 05 3.1. ZAPATAS AISLADAS…………………………………………………………….. 05 A. elementos básicos B. según norma C. diseño de zapatas aisladas………………………………………….. … 06 3.2. ZAPATAS COMBINADAS………………………………………………………. 07 3.3. ZAPATAS CORRIDAS O CONTINUAS………………………………………... 08 IV.

CÁLCULO DE ZAPATAS………………………………………………………...

09

V.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ZAPATAS……………………………………

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CONCLUSIÓN………………………………………………………………………….

10

ANEXOS………………………………………………………………………………...

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BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………….

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INTRODUCCIÓN Las estructuras que se apoyan en el suelo, incluyendo edificios, puentes, represas; están formadas básicamente por dos partes. La parte superior o súper estructura y la parte inferior o cimentación. De esto se deduce que las cimentaciones son la parte de las estructuras que se encuentran entre la súper estructura y el suelo o roca que le servirá de base o apoyo. La ingeniería de cimentaciones se conoce como el arte y la ciencia que trata de resolver los problemas de cimentaciones, aplicando criterios de ingeniería y los conocimientos de mecánica de suelos. Las cimentaciones trasmiten directamente las cargas de la estructura al suelo por contacto directo a través de columnas – muros, teniendo la cimentación la función de distribuir las cargas de tal forma que el suelo no sea sobrecargado, ni que sufra asentamientos mayores a los permitidos por el análisis estructural en estudio.

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ZAPATAS (CIMENTACIONES) I.

CONCEPTO Una zapata 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. Cuando no es posible emplear zapatas debe recurrirse a cimentación por pilotaje o losas de cimentación. La cimentación consiste en un grupo de elementos que soportan toda la estructura (depende de la magnitud de la edificación la profundidad del cimiento) debido a eso es muy importante en una construcción y requiere de mucha atención en su desarrollo ya que depende al tipo del terreno si es estable o no. El objetivo principal de la cimentación es 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. El objetivo de la cimentación es sustentar la estructura del edificio dando garantía a la estabilidad e intentando evitar daños a los materiales estructurales y no estructurales.

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Universidad Alas Peruanas 1.1. Importancia de la cimentación en las construcciones La cimentación es el proceso usado por el hombre transmitir de manera correcta el peso de la vivienda hacia el suelo mediante un sistema de anillo cerrado. Es evidente que para que una estructura ofrezca una seguridad y comportamiento razonable ha de contar con una cimentación adecuada. Aunque la cimentación es algo que no llama la atención y para inadvertida por los usuarios de la estructura, la organización de sus elementos básicos y el estudio de cada una de sus partes suele a veces exigir del ingeniero o proyectista la mayor destreza y el mejor criterio del que normalmente necesita para redactar el proyecto. La construcción de una cimentación es, a veces, el trabajo más difícil de todos los que se presentan al realizar una obra. La responsabilidad del buen funcionamiento de una cimentación recae sobre el que la estudia y proyecta. El constructor podrá tener problemas para realizar lo que figura en los planos y especificaciones pero no es responsable del mal criterio que se haya seguido para concebir y diseñar el proyecto. También los que proyectan la estructura y deben tomar las decisiones vitales han de enfrentase a problemas complejos. Así pues, las decisiones importantes deben estar fundamentadas en el buen criterio y sentido del ingeniero 1.2. Función de la cimentación La cimentación debe asegurar una distribución pareja de las cargas, fuerzas, y una base nivelada a la perfección para que la estructura no se vea, luego, comprometida por pesos mal distribuidos ni exigencias en pilares o en cualquiera de las partes de la construcción.

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Universidad Alas Peruanas Para la existencia de una buena cimentación, también se debe contar con un terreno bien preparado. El terreno (la parcela de tierra sobre la que se construye) ha de estar también nivelado, principalmente bien asentado, contando con la composición correcta para evitar que los azotes meteorológicos, las condiciones climáticas y ambientales lo hagan ceder y perder estabilidad. El suelo puede complementarse con rellenos, y también puede "pisarse", que es presionarlo con pesos y golpeteos para compactar sus contenidos, haciéndolo así más firme.

II. PARTES DE UNA ESTRUCTURA En toda estructura es necesario distinguir dos partes principales: La superestructura y la subestructura. 

La superestructura: En el caso de edificios, es aquella parte de la estructura que está formada por losas, trabes, muros, columnas, etc.



La subestructura: Es la parte de la estructura que sirve para transmitir las cargas de esta al suelo de la cimentación.

2.1. Requisitos de una buena Cimentación. Deberá cumplir tres requisitos fundamentales: a). El nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal que se encuentre libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo, capa freática, excavaciones posteriores, etc. b). Tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad portante del suelo. c). No deberá producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la estructura.

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Universidad Alas Peruanas Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas expansivas, varían mucho de volumen según su contenido de humedad. Dichos suelos deberán evitarse o recurrir a unas cimentaciones más profundas que apoyen en terrenos más estables. Otras veces, sin llegar al caso anterior, las alternancias de estaciones secas y húmedas o la proximidad de árboles caducifolios con riego o la rotura de conducciones de agua generan hinchamiento del suelo que puede producir el fallo de la estructura.

III. TIPOS DE CIMENTACIONES Existen varios tipos de zapatas en función de si servirán de apoyo a uno o varios pilares o bien sean a muros. Para pilares singulares se usan zapatas aisladas, para dos pilares cercanos zapatas combinadas, para hileras de pilares o muros zapatas corridas. 3.1. ZAPATAS AISLADAS: Las zapatas aisladas, son elementos estructurales de concreto armado, que sirven para repartir las cargas de la columna al suelo, de tal manera que la resistencia del suelo las soporte. Se deduce que suelos de buena resistencia tendrán zapatas de menor dimensión, con respecto a las construidas en suelos de menor resistencia. Su diseño sirve de base para otro tipo de cimentaciones. Los otros tipos de cimientos fallan por mecanismos similares a los de éstas zapatas: por flexión, adherencia y anclaje, cortante punzonante y cortante por flexió. El diseño consiste en calcular, la forma y dimensiones del concreto, así como la cantidad y tipos de acero de la zapata. Se

necesita

como

datos,

conocer:

la

carga

axial

de

la

superestructura, la sección y aceros de la columna que soporta, y la resistencia admisible del suelo (q adm), sobre el que se diseña la zapata. A. ELEMENTOS BÁSICOS 

A, B = Dimensiones en planta de la zapatas

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t = Dimensiones en planta de la columna



m = Longitud del volado de la zapata



H = peralte de la zapata



P = carga axial actuante



qadm = capacidad de carga admisible del suelo



Ld = longitud de anclaje por compresión (o tracción) del acero de columna



g= Peso específico promedio del relleno



Df = profundidad de cimentacións/c piso = sobrecarga de piso = 500 kg/m.

B. SEGÚN NORMA  Armado de la parte inferior: Se realiza un mallazo conformado por barras cruzadas; la separación entre barras no ha de superar los 30 cm.  Recubrimiento para evitar corrosiones: Separación de las armaduras, entre 5 a 10 cm. del borde y del fondo de la zapata, dependiendo del tipo de hormigón utilizado y de las características del terreno.  Barras: Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, ante posibles corrosiones. La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocan armaduras de espera iguales que las de los pilares.  Solape mínimo: Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del pilar. Normativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado como cimiento de soportes verticales: Norma Tecnológica NTE-CSZ. C. DISEÑO DE ZAPATAS AISLADAS 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. Conviene

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Universidad Alas Peruanas 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 10 cm. 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 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, antes de colocar las armaduras. Las zapatas aisladas según su relación entre el canto y el vuelo o largo máximo libre pueden clasificarse en: a). Zapatas rígidas o poco deformables. Se consideran zapatas rígidas cuando el vuelo máximo medido en cualquiera delas dos direcciones es menor o igual al canto. La Zapata Rígida se suele armar con una carga de hierro de alrededor de 25 a40kg/m3.En la armadura se utilizan barras de un diámetro mínimo del orden de12 mm para evitar corrosiones. El recubrimiento mínimo es de 8 cm. b). Zapatas Flexibles. Por sus dimensiones, se encuentra sometida tanto a esfuerzos de comprensión como de tracción. La armadura reparte los esfuerzos de tracción producidos en zona inferior de la zapata. Aunque la cantidad de armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 Kg/m3. 3.2. ZAPATAS COMBINADAS Son aquellas fundaciones que soportan más de una columna. Se opta por esta solución cuando se tienen dos columnas muy juntas y al

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Universidad Alas Peruanas calcular el área necesaria de zapata para suplir los esfuerzos admisibles sobre el suelo nos da que sus áreas se montan. También se puede construir una fundación combinada en el caso de que una de las columnas sea medianera y se quiera amarrar con una de las fundaciones interiores, note que aquí la misma zapata cumpliría la función de viga de fundación. Otro caso de fundaciones combinadas es cuando soportan más de dos columnas. Se puede dar cuando el esfuerzo admisible es pequeño y se requiere una gran área de fundación. La combinación puede cubrir columnas de un solo eje y se convierte en fundación alargada. a. Fundaciones combinadas para dos columnas: Filosofía de diseño: Se quiere que la presión de contacto sobre el suelo sea uniforme para evitar cualquier rotación de la fundación. Esto se traduce en que entre la resultante de las cargas actuantes de las columnas y la resultante de las presiones del suelo no exista ninguna excentricidad. 3.3. ZAPATAS CORRIDAS O CONTINUAS Se emplea normalmente este tipo de cimentación para sustentar muros de carga, o pilares alineados relativamente próximos, en terrenos de resistencia baja, media o alta. Las zapatas de lindero conforman la cimentación

perimetral,

soportando

los

pilares

o

muros

excéntricamente; la sección del conjunto muro-zapata tiene forma de "L" para no invadir la propiedad del vecino. Las zapatas interiores sustentan muros y pilares según su eje y la sección muro-zapata tiene forma de T invertida; poseen la ventaja de distribuir mejor el peso del conjunto. 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

8

Universidad Alas Peruanas aproximadamente.

Si

las

alturas son mayores se les da una forma

escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones. IV. CÁLCULO DE ZAPATAS El cálculo de zapatas requiere comprobar que no se sobrepasan diversos estados límite (ELU) últimos entre ellos: • ELU de estabilidad: vuelco y deslizamiento. • ELU de hundimiento en el terreno. • ELU de agotamiento por flexión mecánica. • ELU de punzonamiento. Un Estado Límite Último (ELU) es un estado límite, tal que de ser rebasado la estructura completa o una parte de la misma puede colapsar al superar su capacidad resistente. En general el que un ELU sea sobrepasado es una situación extremadamente grave, que puede provocar cuantiosos daños materiales y desgracias personales. V. PROCESO CONSTRUCTIVO DE ZAPATAS El proceso constructivo consta de los siguientes pasos: • Preparación de la plataforma de trabajo: Para ello se ha de conseguir una superficie de trabajo uniforme y regular. • Excavación: Generalmente las zapatas se colocan a poca profundidad pero hay que asegurar en todos los casos la estabilidad de los taludes. • Ejecución de la capa de limpieza: Normalmente se realiza vertiendo directamente un espesor reducido de hormigón de baja calidad. • Colocación del encofrado: Si el terreno es suficientemente estable se puede hormigonar contra él, si no se puede colocar encofrados, habitualmente de madera o metálicos. • Colocación de las armaduras: El acero de las armaduras puede llegar ya montado a la obra o colocarse in situ.

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CONCLUSION La cimentación es la base estructural más importante para cualquier edificación o construcción. Esta soporta las cargas netas en forma vertical que genera dicha obra. La cimentación se divide en dos grandes grupos, las cuales son, la cimentación superficial que se emplea en construcciones simples y la cimentación profunda, tiene la función de soportar cargas de construcciones pesadas mediante sus dos clases, caisson y pilotes. Para que una cimentación sea adecuada se debe fijar primero cuál es su tipo de suelo, es decir debemos considerar cual es el tipo de suelo, si éste es arenoso, o está en el agua, o en el fango, o si es un terreno vegetal, etc. Para poder considerar que tipo de cimentación es la que vamos a usar debemos tomar en cuenta cual es la tipología del terreno en la que la vamos a realizar, es importante el estudio del suelo para usar la cimentación adecuada. La cimentación tiene varias formas de construcción por las cuales necesita diferentes formas de construcción, aquí tenemos hormigón armado y hormigón de mesa además de la mampostería que son 3 tipos reforzada, la combinada y la simple. La importancia de la cimentación es transmitir de manera correcta el peso de la vivienda hacia el suelo para que esta pueda seguir en pie además resista los movimientos telúricos que ahora se tornaron más frecuentes en los últimos tiempos, además ofrece seguridad a largo plazo, no solo eso ya que el suelo varia por diferentes regiones y la cimentación ayuda a que la estructura no colapse.

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ANEXOS ZAPATAS

ZAPATAS AISLADAS

ZAPATAS CORRIDAS O CENTRADAS

FUNCION DE LA CIMENTACION

ZAPATAS COMBINADAS

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ZAPATAS

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BIBLIOGRAFIA 

http://www.monografias.com/trabajos103/cimentacion/cimentac ion.shtml



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



https://es.slideshare.net/Jamongo/cimentaciones-materiales-yprocedimientos-de-construccin



https://es.slideshare.net/kbastidassalazar/zapatas-y-losas-decimentacin



http://estructuras.eia.edu.co/hormigonII/fundaciones/zapatas%20 concentricas/zapatas1.htm



http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10050950/Calculode-materiales-para-zapatas.html



https://es.slideshare.net/LuisannyMartinezPayano/las-zapatas

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