Especificaciones Tecnicas para el diseño de cimentacione

Introducción        3

Objetivos        4

Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-14) Capítulo 13 - CIMENTACIONES        5

13.1 Alcance        5

Tipos de cimentaciones        5

13.2 — Generalidades        7

R13.2.3 Efectos sísmicos        7

REGLAMENTO        7

R13.2.4 Losas sobre el terreno        7

R13.2.6 Criterio de diseño        8

Tabla 13.2.7.1 — Localización de la sección crítica        9

13.2.8 Desarrollo del refuerzo en cimentaciones superficiales y cabezales de pilotes        10

13.3 — Cimentaciones superficiales        11

13.3.1 Generalidades        11

13.3.2 Cimentaciones superficiales en una dirección        11

13.3.3 Zapatas aisladas en dos direcciones        11

13.3.4 Zapatas combinadas en dos direcciones y losas de Cimentación        12

13.3.5 Muros como vigas sobre el terreno        13

13.4 — Cimentaciones profundas R13.4 —        13

13.4.1 Generalidades        13

13.4.2 Cabezales de pilotes        13

13.4.3 Miembros de cimentaciones profundas        14

Conclusión        15

Bibliografía        16

Introducción

La Cimentación es el conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados.

El Presente Trabajo trata sobre Especificaciones Técnicas para el Diseño de Cimentaciones según el Código ACI el cual se describirá el reglamento, las cimentaciones superficiales y las cimentaciones profundas.

Objetivos

• Conocer las especificaciones técnicas para el diseño de cimentaciones.

• Diferenciar las especificaciones para las cimentaciones profundas y las superficiales

• Definir el Reglamento de cada tipo de zapata.

Especificaciones Técnicas para el Diseño de Cimentaciones

Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S-14) Capítulo 13 - CIMENTACIONES

13.1 Alcance

Tipos de cimentaciones

(a) Zapatas corridas.

(b) Zapatas aisladas.

(c) Zapatas combinadas.

(d) Losas de cimentación.

(e) Vigas sobre el terreno.

(f) Cabezales de pilotes.

(g) Pilotes.

(h) Pilotes excavados.

(i) Cajones de cimentación (caissons).

[pic 1]

Zapata corrida                                 Zapata aislada

[pic 2]

Zapata escalonada                         Zapata combinada

[pic 3]

Losa de cimentación

[pic 4]

Sistema de cimentación profunda con pilotes y cabezales de pilotes

13.2 — Generalidades

R13.2.3 Efectos sísmicos

R13.2.3.1 La base de la estructura, como se define en el análisis, puede no corresponder necesariamente al nivel de la cimentación o del terreno, o a la base de una edificación como se define en el reglamento general de construcción para efectos de planificación (por ejemplo, los límites de altura o los requisitos de protección contra el fuego). Los detalles en columnas y muros que se extienden bajo la base de una estructura hasta la cimentación deben ser congruentes con aquellos sobre la base de la estructura.

R13.2.3.2 Es deseable que la respuesta inelástica debida a movimientos fuertes del terreno se produzca en los elementos estructurales localizados por encima de la cimentación y que los elementos de la cimentación permanezcan esencialmente elásticos ya que la reparación de cimentaciones puede ser extremadamente difícil y costosa. Los requisitos para las cimentaciones que soportan edificaciones asignadas a las Categorías de Diseño Sísmico D, E o F representan un consenso respecto al nivel mínimo de buena práctica en el diseño y detallado de cimentaciones de concreto para lograr este objetivo.

REGLAMENTO

R13.2.4 Losas sobre el terreno

— A menudo las losas sobre el terreno actúan como un diafragma para mantener la integridad de la edificación a nivel del terreno y minimizar los efectos de movimientos desfasados del terreno que pueden producirse debajo de la edificación. En estos casos, la losa debe ser reforzada y detallada adecuadamente. Como lo exige en el Capítulo 26, los documentos de construcción deben indicar claramente que estas losas sobre el terreno son miembros estructurales con el fin de prohibir que sean cortadas con sierra.

R13.2.6 Criterio de diseño

R13.2.6.1 La capacidad admisible del suelo o la capacidad admisible de los pilotes deben determinarse mediante los principios de mecánica de suelos y de acuerdo con el reglamento general de construcción. El tamaño del área de la base de una zapata sobre el suelo o el número y distribución de los pilotes, generalmente se establece con base en estos valores admisibles para cargas no mayoradas (de servicio) tales como D, L, W y E, en cualquier combinación que controle el diseño. Cuando haya necesidad de tener en cuenta cargas excéntricas o momentos, el esfuerzo en los extremos sobre el suelo o la reacción obtenida en el pilote deben estar dentro de los valores admisibles. Las reacciones resultantes debidas a cargas de servicio combinadas con los momentos, cortantes, o ambos, causados por las fuerzas de viento o sismo no deben exceder los valores incrementados que puedan estar permitidos por el reglamento general de construcción.

Para definir para resistencia las dimensiones de una zapata o cabezal de pilote, debe determinarse la presión de contacto con el suelo o la reacción del pilote debida a las cargas mayoradas aplicadas. Estos valores calculados para presiones de contacto con el suelo o reacciones en los pilotes se usan para determinar la resistencia de la cimentación requerida para flexión, cortante y desarrollo del refuerzo, como en cualquier otro miembro de la estructura. En el caso de cargas excéntricas, las cargas mayoradas aplicadas pueden causar distribuciones de la presión de contacto con el suelo o de la reacción del pilote diferentes a las obtenidas para las cargas no mayoradas.

Únicamente se necesita transmitir a la zapata los momentos que se calculan en la base de la columna o pedestal. Para la transmisión de fuerzas y momentos a las zapatas, no es necesario tener en cuenta el requisito de momento mínimo debido a consideraciones de esbeltez dado en 6.6.4.5.

R13.2.6.2 Se permite el diseño de la cimentación basado directamente en los principios fundamentales de la mecánica estructural, siempre que se pueda demostrar que se satisfacen todos los criterios de resistencia y funcionamiento. El diseño de la cimentación se puede lograr mediante el uso combinado de soluciones clásicas basadas en un continuo linealmente elástico, soluciones numéricas basadas en elementos discretos o análisis de líneas de fluencia. En todos los casos, se debe incluir el análisis y la evaluación de las condiciones de esfuerzo en los puntos de aplicación de la carga o reacciones del pilote correspondientes a cortante y torsión, así como a flexión.

R13.2.6.3 Un ejemplo de la aplicación de este requisito se presenta en los cabezales de pilotes apoyados sobre pilotes, similar a lo mostrado en la Fig. R13.1.1, los cuales pueden diseñarse usando modelos tridimensionales puntal-tensor que cumplan con el Capítulo 23 (Adebar et al. 1990).

13.2.6.4 El momento externo en cualquier sección de una zapata corrida, zapata aislada o cabezal de pilote debe determinarse pasando un plano vertical a través del miembro, y calculando el momento de las fuerzas que actúan sobre el área total del miembro que quede a un lado de dicho plano vertical.

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