Fundaciones Aisladas

INTRODUCCIÓN

Las Fundaciones Aisladas son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata.

Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).

FUNDACIONES AISLADAS

En cuanto a la preparación del terreno se refiere, no escapa al tratamiento convencional que se le daría para una construcción tradicional. Las formas más usuales de fundar esas viviendas son dos: por medio de plateas ó bases aisladas de hormigón armado. Para las plateas de hormigón armado, el método a seguir es el siguiente:

 Debemos retirar todo tipo de vegetación y tierra que no sea apta para fundar. Para este sistema, es necesario realizar un muy buen relleno y compactación con tosca.

 Una vez hecho esto, se procede a la jecución de la armadura, que se puede realizar con métodos mecanizados o en obra por personal capacitado. Las proporciones de hierro en el hormigón y espesor de la platea van en función de las cargas a que estará solicitado.

 Luego se procede al replanteo de las instalaciones de desagües cloacales y todas aquellas cañerías que el proyecto requiera sercolocadas bajo hormigón.

 Se necesita una perfecta nivelación de los encofrados, ya que el adecuado asentamiento de los paneles de acero -una vez colada la platea- hace que el sistema no tenga diferencia de medidas en los cierres y encuentros de tabiques.

Paralas bases aisladas con viga de fundación, el procedimiento es el siguiente:

 Al igual que en la platea, se prepara la capa superficial de la tierra y se procede a la ejecución de los pozos. Estos tendrán la profundidad sugerida por el estudio previo.

 El método de fundaciones aisladas permite, a diferencia del anterior, realizar posteriormente las instalaciones de desagües.

 Las vigas de encadenado se pueden ejecutar por debajo o sobre el nivel de terreno. Estas vigas, son las que recibirán las cargas de los paneles estructurales más solicitados.

 Como en el caso anterior, es sumamente importante la perfecta nivelación de los encofrados y el acabado del hormigón.

ANÁLISIS DE CARGA DE ZAPATAS

Sirve para verificar la capacidad portante vertical y horizontal de la zapata. Otros cálculos también se pueden realizar en este cuadro. La verificación puede ser llevada a cabo a través de cargas individuales o el programa encuentra la más crítica (puede ser seleccionada del listado).

El análisis se lleva a cabo de acuerdo con la teoría especificada en el cuadro Método de análisis". La cimentación puede ser verificada por la teoría de los estados límites o por elconcepto de factor de seguridad especificado en el cuadro "Configuraciones".

El análisis de la capacidad portante vertical requiere la selección del tipo de presión de contacto (forma general, rectángulo). La forma de la presión de contacto se traza en la parte izquierda del escritorio.

El análisis de la capacidad portante horizontal requiere la selección del tipo de resistencia del suelo que puede ser asumida como, presión en reposo, presión pasiva o reducción de la presión pasiva.

Los parámetros de suelo (ángulo de fricción estructura-suelo, cohesión estructura-suelo) pueden ser reducidos cuando se calcula la capacidad portante horizontal.

Una lista detallada de los resultados se muestra en la parte derecha del escritorio. La visualización de los resultados pueden ser ajustados en el cuadro de diálogo "Configuración de estilos de visualización".

BASES O ZAPATAS CUADRADAS Y RECTANGULARES.

Zapata aislada cuadrada.

La zapata aislada comúnmente se utiliza para transportar la carga concentrada de una columna cuya función principal consiste en aumentar el área de apoyo en ambas direcciones.

En general, su construcción se aconseja cuando la carga de la columna es aproximadamente 75% mas baja que la capacidad de carga admisible del suelo. Se recomienda que la zapata aislada deberá emplearse cuando el suelo tenga una capacidad de carga admisible no menor de 10000 kg/m2, con el fin de que sus lados no resulten exageradamente grandes.

Él calculo de estas zapatas se basa en los esfuerzos críticos a que se encuentran sometidas, pero sucolumna sobre la zapata, el esfuerzo de flexión producido por la presión ascendente del suelo contra la propia zapata, los esfuerzos del concreto en el interior de la zapata, así como el deslizamiento o falta de adherencia del acero con el concreto.

Zapata aislada rectangular.

Las zapatas aisladas rectangulares son prácticamente iguales a las cuadradas; ambas trabajan y se calculan en forma similar y se recomiendan en aquellos casos donde los ejes entre columnas se encuentran limitados o demasiado juntos.

Por su forma rectangular presenta dos secciones criticas distintas para calcular por flexión. En zapatas que soporten elementos de concreto, será el plomo vertical tangente a la cara de la columna o pedestal en ambos lados de la zapata.

En zapatas aisladas rectangulares en flexión en dos direcciones, el refuerzo paralelo al lado mayor se distribuirá uniformemente.

CONCLUSIÓN

La cimentación constituye el elemento intermedio que permite transmitir las cargas que soporta una estructura al suelo subyacente, de modo que no rebase la capacidad portante del suelo, y que las deformaciones producidas en éste sean admisibles para la estructura. Por tanto, para realizar una correcta cimentación habrá que tener en cuenta las características geotécnicas del suelo y además dimensionar el propio cimiento como elemento de hormigón, de modo que sea suficientemente resistente.

ZAPATAS COMBINADAS

Son aquellas fundaciones que soportan mas de una columna. Se opta por esta solución cuando se tienen dos columnas muy juntas y al 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. Si se reunen todas las columnas de una edificación se convierte en losa de fundación.

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. La posición de la resultante debe coincidir con el centro geométrico de la fundación.

La forma y dimensiones de las fundaciones salen de igualar las ecuaciones de posición de la resultante con el centroide de la fundación. Por ejemplo en el caso de fundación rectangular al igualar esta ecuaciones podemos despejar L. Una vez determinado esta dimensión podemos conocer B por medio de la ecuación de esfuerzos admisibles del suelo:

Si el lado L tiene alguna restricción particular, caso de medianería, y la dimensión hallada es mayor que la disponible, entonces tenemos que recurrir a cambiar la forma de la fundación, ya sea por formas trapezoidales o compuestas. En estas formas toca resolver las ecuaciones colocando el valor máximo de L permitido y asumiendo un valor ya sea de B1 o B2 y encontrando el otro.

Para el diseño de estas zapatas se sigue la misma metodología de las zapatas con viga de fundación, o sea se construye un diagrama de momentos y cortante en el sentido largo de la fundación y se calcula refuerzo y verifica corte con esos diagramas; para el sentido corto se resuelve el problema como si fuera una fundación simple. Se debe tener en cuenta que en realidad los esfuerzos se reparten en las zonas cercanas a las columnas, entonces se coloca refuerzo de voladizo en el sentido corto en una zona con líneas a 45 grados a partir del eje de columna, en la zona que no abarcan estas líneas, o sea la central, se coloca refuerzo mínimo.

ZAPATAS CORRIDAS

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 30 cm.aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.

En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.

Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión.

Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellas zapatas que recogen mas de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distinción es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente tres pilares.

PEDESTAL

En arquitectura, se denomina pedestal al soporte prismático destinado a sostener otro soporte mayor, conformando la parte inferior de una columna. Generalmente, se compone de tres partes:

 zócalo

 dado o neto

 cornisa

Cuando el pedestal es corrido, y sustenta una serie de columnas, se llama estilóbato; la parte superior de este se denomina estereóbato, y puede estar adornado con molduras.

Se da también el nombre de pedestal a todo soporte en forma de columna corta y ancha que sostiene una estatua u objeto análogo. Por su parte, se llama pedículo cuando la base funciona como pie, o pequeña columna, en que se apoya un objeto mayor que ella; por ejemplo, una pila bautismal o un púlpito

Las fuerzas y momentos en la base de columnas, muros y pedestales armados deberán transmitirse a la zapata a través del concreto y del refuerzo longitudinal que ancla en la zapata. El esfuerzo de aplastamiento del concreto en la superficie de contacto entre el elemento de apoyo y el elemento apoyado, no deberá exceder la resistencia al aplastamiento del concreto para cada superficie. El refuerzo de acero longitudinal de la columna, muro o pedestal armado que pase a través de la junta entre estos y la zapata deberá ser capaz de transmitir:

a. Toda la fuerza de compresión que exceda a la resistencia al aplastamiento menor del concreto de los elementos.

b. Cualquier fuerza de tracción calculada en la junta entre el elemento apoyado y el elemento de apoyo.

Las fuerzas laterales deberán transmitirse al pedestal o a la zapata, de acuerdo con lo dispuesto en la Sección 13.5 ó mediante otros dispositivos aprobados. Para columnas y pedestales armados vaciados en sitio, el área de refuerzo a través de la junta entre éstos y la zapata será como mínimo 0,005 veces el área del elemento apoyado. Para muros vaciados en sitio, el área mínima de refuerzo a través de la junta entre estos y la zapata será no menor al área mínima vertical especificada para muros.

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