Diseño de fundaciones cuadradas
Enviado por fexcasdc • 29 de Septiembre de 2021 • Apuntes • 1.874 Palabras (8 Páginas) • 74 Visitas
BASES AISLADAS.
Cuando una columna transmite a la base solo cargas centradas, que coinciden con el centro de la base y cuan el área de la base lo permite, se debe diseñar bases cuadradas, que son las que ofrecen el mejor comportamiento estructural y la mayor economía.
Diferentes tipos de bases cuadradas:
[pic 1]
La totalidad de las cargas (P) que transmiten las columnas corresponden a:
- Cargas gravitacionales de súper estructura en régimen de servicio.
- Peso propio de la columna.
- Peso propio de la viga de riostra.
Esta carga (P) será siempre un dato del problema, así como la magnitud del esfuerzo admisible ( σadmi ) del suelo de fundación y de la calidad de los materiales a emplear.
El peso propio de la base y el peso de relleno se desconocen a priori, por lo tanto se asumen afectando la carga (P) por un factor (γ) de mayoración en forma aproximada que luego se verificara al final con los resultados obtenidos.
EL PROCESO DE DISEÑO. Resulta por tanteo.
- Se determina el área de la planta de la manera siguiente;
Areq = [pic 2]
El área de la base (A) = BxBysiendo la base de lado (B) por lo tanto A= Bx B = B2 donde
B = este valor debe redondearse por exceso en cm y ser múltiplo de 5.[pic 3]
Los valores de (γ) se dan en función de la profundidad (H) del plano de apoyo de la base en relación de la cota superficial del terreno.
Profundidad H | γ |
H ≤ 1,50 m | 1,15 |
1,50 m < H ≤ 3 m | 1,20 |
3 m < H ≤ 5 m | 1,30 |
- Se mayoran las cargas y se selecciona la combinación más desfavorable según el tipo de cargas actuantes. (PU) carga mayorada.
- Con la carga mayorada se obtiene el valor de la reacción ficticia del suelo ( σU) en bases cuadradas.
σU = .[pic 4]
El esfuerzo ultimo ( σU) es una presión que actúa de abajo hacia arriba en la base, en el plano de contacto de esta con el suelo de fundación, dando lugar a la FLEXION Y CORTE MAYORADO, los cuales definen el diseño de la zapata.
Los planos critico de falla para la flexión son las tangente a los lados del área cargada ejemplo la sección (a-a), mostrada en la figura siguiente:
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
Donde nx=( - ) y nx = d + c[pic 8][pic 9]
C = nX - d
El momento último en la sección a-a (MUa-a) será:
MUa-a = σU( ) B [pic 10]
En las bases escalonadas se debe calcular en cada una de las continuidades del perfil de la base, para determinar la altura (d) en los diferentes planos.
El esfuerzo de corte máximo será el que se produce en la sección (1-1).
VU1-1 = σUB C
La base no se arma a corte (salvo casos de excepción cuando se debe limitar su altura). Por lo tanto el esfuerzo mayorado (ʋU1-1) será resistido solo por el concreto.
ʋU1-1=≤ʋC = 0,53 para ϕ = 0,85[pic 11][pic 12]
la altura útil debe cumplir la condición de :
d≥Ecuación 1[pic 13]
Para que la base sea resistente a corte simple, debe chequear a punzonado, que resulta del efecto punzante de la columna o pedestal sobre la zapata, en el área de perímetro crítico (b0) a una distancia de (d/2) alrededor del área cargada.
El perímetro( b0) para base cuadrada es :
[pic 14]
La fuerza mayorada por porte es:
VuPuz = PU - σU (b + d)2
Para que los esfuerzos de punzonado sean resistidos únicamente por el concreto se debe cumplir:
ʋUpz=≤ʋC =1,06 para ϕ = 0,85 por lo tanto la altura mínima de la base será:[pic 15][pic 16]
d≥Ecuación 2[pic 17]
Sin embargo el valor de b0 y del corte último del punzonado VuPz dependen de la altura útil, por lo tanto el resultado se obtiene por tanteo.
Una forma de inicial el diseño es definir la altura útil a flexión con la ecuación.
d ≥ [pic 18]
Respetando la condición de ductilidad de la sección donde se asume un valor de (μ ) de 0,1448 y luego aumentar el valor de (d) para que cumpla los requisitos de resistencia al corte simple y por punzonado en la base ( Ecuación 1 y 2).
La carga máxima que soporta la columna o pedestal con sección transversal de área A1 se obtiene.
Pmaxcol = ϕ (0,85f’C A1) ≥ PU para ϕ = 0,70
La carga máxima en la base de la columna será:
Pmax base = ϕ (0,85f’C A1) ≤ 2 ϕ (0,85f’C A1)[pic 19]
Siendo A2 el área de la base o zapata
Pmax base = Pmax col ≤ 2 Pmax col[pic 20]
Pmax base >Pmax col
En bases y columnas cuadradas tenemos:
A1 = b2 y A2 = B2 = = donde ≤ 2 si resulta mayor se toma = 2[pic 26][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]
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