Cimentaciones combinadas, Apuntes de Mecánica

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CURSO

CONCRETO ARMADO II

Cimentaciones Combinadas.- Aplicaciones.-

Modelo de análisis.- Proceso de diseño.

Zapatas combinadas

◼ Zapata común a dos o más

columnas alineadas.

◼ Se usa cuando la distancia entre

las columnas es reducida o

cuando la capacidad portante es

baja.

Este tipo de cimentación puede ser conveniente en los siguientes casos:

G

R

Es conveniente que el punto de aplicación de la resultante de las cargas actuantes ( R ) coincida con el centro de gravedad de la zapata combinada (G) para poder considerar una reacción uniforme repartida del terreno.

Aplicación de Cimentación

combinada

a. Columnas muy Cercanas entre si

Para esta condición si se usarán zapatas aisladas, podrían traslaparse o

bien podrían resultar de proporciones poco económicas.

b. Columna Exterior muy cercana del límite de propiedad

El punto G fija la longitud de la zapata para una reacción uniforme repartida del terreno.

G

Wn

L/

ZAPATACONMUCHA DIMEENXSCIOENNETRSPICOIDCAOEDCONOMICAS

LIMITEDEPROPIEDAD

L/

Aplicación de Cimentación

combinada

Cimentación excéntrica

Pe Pi

e

e > A/6 e = 0

Zapata exterior

Zapata interior

q < st

be te

B

lo/2 – te/

bi ti

C.G

L

lo

a

Pe Pi

q < st

Columna interior

Pz

Permite distribución uniforme de presiones

Columna exterior

Zapata Combinada

 Fv = 0 Az = ( Pi + Pe + Pz )/ st Az = lo. B

B = Az / lo

Donde:

6 % (Pi + Pe)

12 % (Pi + Pe)

1.- Dimensión en planta (Servicio)

1.2) Calculo de B

st = 4 kg/cm^2

st = 1 kg/cm^2

Pz

2.- Dimensión en altura (Rotura)

Pe Pi

Wi = (Pe +Pi + Pz)/lo

a

Xo

Pe- Wi.te

Pi - Wi.(a+ti)

Wi..a

Xo = Pe/Wi

Mmax= Pe.(Xo+te/2) – Wi.(Xo)^2 /

Wi.(a+ti)^2 /2 – Pi. ti/2^ Wi.. a^2 /

D.F.C

D.M.F

b) Por flexión

Considerando en el diseño de la viga, que representa la

zapata, solo será diseñada con refuerzo por tracción.

Entonces debe cumplir:

Mub  Mu

Asumiendo el caso limite :

Mu = Mub (Mmax del D.M.F)

Sabemos:

Mu = Kub. b. d^2

Entonces:

d =( Mu / Kub. b)1/

2.- Dimensión en altura (Rotura)

Se toma el mayor valor de a) y b)

2.2 ) Verificar peralte por punzonamiento:

2.- Dimensión en altura (Rotura)

be

te bi ti

d/

d/2 d/

d/

Ao bo

bo

3.2 ) Refuerzo por flexión

a ) Longitudinal

En el D.M.F se determinan lo momentos Máximos de diseño:

Mu(-)^ : Cálculo As (-)

Mu(+)^ : Cálculo As (+)

Se debe efectuar los cortes de refuerzo longitudinal

3.- Calculo de Refuerzo

D.M.F

Mu(-)

Mu(+)

3.2 ) Refuerzo por flexión

b ) Transversal

Verificar si requiere vigas transversales

3.- Calculo de Refuerzo

Caso a)

45º 45º (^) 45º 45º

Caso b)

No requiere vigas Transversales Si requiere vigas Transversales

B B

Caso b) Con Vigas transversales

3.- Calculo de Refuerzo (Transversal)

Se modela considerando debajo de cada columna, vigas

transversales, de un ancho “b” equivalente:

b = t + d/

Estas vigas están dispuestas de la siguiente manera:

be

te bi ti

d/2 d/2 d/

L/2 L/

L 1 L 2

b 1 b 2

Caso b) Con Vigas transversales

3.- Calculo de Refuerzo (Transversal)

El refuerzo se calcula para cada viga transversal

As (^) d

b 1 Mu = qu. m^2 .b/ Conociendo : b, d, f’c, fy Calculamos As As (^) min = 0.0018 b.d

qu = ( Pe )u/( B. b 1 )

b 1 = te +d/2 b 2 = ti +d

t 1

b 1 b 2

d/2 d/2^ t^2 d/