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Las zapatas de hormig贸n armado se dise帽an en funci贸n de las cargas y momentos de las columnas de cimentaci贸n y los datos del suelo. Este art铆culo arroja luz sobre el dise帽o de cimentaciones de hormig贸n armado.
Tabla de contenido
Tipos de cimentaciones de hormig贸n armado.
A continuaci贸n se presentan los tipos de fundaciones en orden de preferencia en t茅rminos de econom铆a.
- Fundaci贸n individual (fundaci贸n independiente)
- Zapata compuesta (combinaci贸n de zapatas individuales)
- Zapatas continuas con muros de contenci贸n que act煤an como vigas continuas, si se desea.
- Balsa de cimentaci贸n de tipo (a) losa (b) viga losa.
Tambi茅n puede dise帽ar una base de pared de ladrillo. Las vigas de pedestal a menudo se proporcionan para soportar paredes de ladrillo y act煤an como ataduras para los terremotos en cada direcci贸n principal.
Consideraciones clave en el dise帽o de zapatas
Una zapata es un elemento estructural que transfiere cargas desde un edificio o columnas individuales al suelo. Para transferir adecuadamente estas cargas, los cimientos deben estar dise帽ados para evitar el hundimiento y la rotaci贸n excesivos, minimizar el hundimiento diferencial y proporcionar la seguridad adecuada contra resbalones y ca铆das.
profundidad de cimentaci贸n
Dimensiones del pedestal
Para pedestales de hormig贸n simple de cemento, el 谩ngulo entre el plano que pasa por el borde inferior del pedestal y el extremo de la junta de la columna del pedestal correspondiente y el plano horizontal se determinar谩 mediante la f贸rmula.
donde: qo: Presi贸n de apoyo m谩xima (N/mm) calculada sobre la base del pedestal/zapata2
: Resistencia caracter铆stica del hormig贸n a los 28 d铆as en N/mm2
Recomendaci贸n de IS 456: 2000, dise帽o de estado l铆mite
Para determinar el 谩rea de cimentaci贸n requerida para transferir adecuadamente la carga total al suelo, considere el aumento de la carga total (carga muerta, carga viva y otras cargas combinadas sin multiplicar por un factor de carga).
Momento flector m谩ximo de la zapata
De acuerdo con ACI 318-14 Secciones 15.4.1 y 15.4.2 y IS 456:2000 Cl谩usulas 34.2.3.1 y 34.2.3.2, los momentos de flexi贸n se consideran en la cara de columnas, pedestales o muros y se determinan por el tr谩nsito. Un plano vertical que atraviesa la secci贸n transversal, atraviesa completamente la zapata y se extiende sobre toda el 谩rea de la zapata o hacia un lado de dicho plano.
Comprobaci贸n de la resistencia al corte de la cimentaci贸n
La resistencia al corte de las zapatas est谩 determinada por dos factores:
- La zapata b谩sicamente act煤a como una viga ancha, con posibles grietas diagonales que tienen la intenci贸n de ser planas a lo ancho. Se considera secci贸n cr铆tica en esta condici贸n la secci贸n vertical situada a cierta distancia del paramento de una columna, z贸calo o muro. Si la cimentaci贸n est谩 por encima del suelo, es igual a la profundidad efectiva de la cimentaci贸n. Para acci贸n de corte unidireccionalEl esfuerzo cortante nominal de se calcula como
d贸nde:
: Esfuerzo cortante
: esfuerzo cortante vertical considerado b: ancho de la secci贸n cr铆tica d: profundidad efectiva
d贸nde:% Resistencia de c谩lculo a cortante del hormig贸n en base a barras longitudinales de tracci贸n. Ver Tabla 61 de SP-16)
2. Para cortante bidireccional (o acci贸n de flexi贸n bidireccional o cortante por punzonamiento) de la cimentaci贸n, el cortante por punzonamiento debe garantizar que: El cortante del punz贸n debe estar alrededor de 0,5 profundidad efectiva desde la cara del cilindro o pedestal.
para acci贸n de cizallamiento bidireccionalel esfuerzo cortante nominal se calcula de acuerdo con IS456:2000, cl谩usula 31.6.2 de la siguiente manera:
d贸nde
: Esfuerzo cortante
: Per铆metro de la secci贸n cr铆tica d: Profundidad efectiva
: Consideraci贸n del esfuerzo cortante vertical
d贸nde:
= 0,5 + Bc (pero no m谩s de 1) Bc: dimensi贸n corta del soporte o pedestal / dimensi贸n de longitud del soporte o pedestal
La unidad del resultado de la Ecuaci贸n 6 es N/mm.2
Nota: Es com煤n hacer la base lo suficientemente profunda para que no se requiera refuerzo de corte.
Longitud desplegada de la barra de refuerzo de la zapata
De acuerdo con ACI 318-14 Secci贸n 15.6 e IS 456:2000 Cl谩usula 34.2.4.3, la secci贸n cr铆tica para verificar la longitud desarrollada de la cimentaci贸n est谩 prevista en los siguientes planos:
- Para zapatas que soportan columnas, pedestales o muros de hormig贸n frente a columnas, pedestales o muros.
- A mitad de camino entre las l铆neas centrales y los bordes del muro, para cimientos debajo de muros de mamposter铆a.
- A mitad de camino entre la cara de la columna o pedestal y el borde de la base de la cartela, para los cimientos debajo de la base de la cartela.
- Todos los dem谩s planos verticales con cambios abruptos en la secci贸n transversal.
refuerzo de cimientos
El refuerzo m铆nimo para losas de cimentaci贸n especificado en la norma es 0,12% y el espaciamiento m谩ximo especificado es 3 veces la profundidad efectiva o 450 mm, lo que sea menor. (Art铆culo 34.3). Sobre andamio reforzado unidireccional; sobre pies cuadrados reforzados bidireccional. En el sentido longitudinal de una zapata rectangular de dos v铆as, los refuerzos que se extiendan en cada direcci贸n se distribuir谩n uniformemente a lo largo de todo el ancho de la zapata. Sin embargo, suponga que hay una banda central igual al ancho de la zapata en la direcci贸n corta de la zapata rectangular de dos v铆as. El refuerzo de la banda central debe hacerse de acuerdo con la f贸rmula:
donde B es la relaci贸n entre el lado largo y el lado corto de la zapata.
Transmisi贸n de cargas en la base de la columna
De acuerdo con IS 456: 2000, Cl谩usula: 34.4, las fuerzas y los momentos en la base de una columna, pared o pedestal reforzado se transfieren a la parte superior del pedestal o zapata de soporte mediante cojinetes. La presi贸n de apoyo en el 谩rea de carga no debe exceder la tensi贸n de apoyo admisible en compresi贸n directa multiplicada por un valor igual. Sin embargo, no debe exceder de 2.
: El apoyo es para el apoyo de una zapata inclinada o escalonada, estando la zapata completamente contenida dentro de la zapata y el 谩rea de la base inferior del mayor tronco de pir谩mide o tronco de cono con su base superior puede obtenerse como Una pendiente lateral vertical a dos horizontales.
: 谩rea de carga basada en columnas. Para dise帽os de estado l铆mite, la tensi贸n de apoyo admisible especificada es de 45 f.ckSi se excede la tensi贸n de apoyo admisible en el hormig贸n de la columna o en el hormig贸n de la cimentaci贸n, se debe proporcionar refuerzo para generar fuerzas en exceso. Los refuerzos pueden proporcionarse extendiendo barras verticales al andamio o proporcionando pasadores de acuerdo con las siguientes disposiciones.
- El 谩rea m铆nima de la barra vertical extendida o pasador debe ser del 0,5% del 谩rea de la secci贸n transversal de la columna o pedestal soportado.
- Se debe proporcionar un m铆nimo de 4 barras.
- Si se utilizan tacos, su di谩metro no debe exceder el di谩metro del montante en m谩s de 3 mm.
- Se debe proporcionar una longitud de despliegue suficiente para transferir la compresi贸n o la tensi贸n al elemento de soporte.
- Las barras de columna con un di谩metro superior a 36 mm solo se pueden atornillar mediante zapatas con barras de menor di谩metro en compresi贸n. La espiga debe sobresalir en el pilar una distancia igual a la longitud desarrollada de la barra del pilar. Al mismo tiempo, la espiga debe extenderse perpendicular a la zapata una distancia igual a la longitud desarrollada de la espiga.