Tema 4 Y Tema 5

TEMA 4 DISEÑO DE ZAPATAS Introducción. - Dependiendo de las necesidades de la fundación y el suelo se pueden diseñar diferentes tipos de fundación superficial como ser zapatas de fundación vigas de fundación y losas de fundación las zapatas deberán ser económicas y de una realización práctica es por este motivo Qué son las más utilizadas en este medio los suelos tienen la carga razonable zapatas aisladas:        

Geometría: cuadradas rectangulares circulares trabajo: centrales medianeras esquineras

efecto de cargas excéntricas- una Zapata se considera cargada excéntricamente si la columna soportada no es concéntrica con el área de la Zapata o si la columna transmite una carga vertical asimétrica o un momento flector. 𝑞=

P 6𝑒 (1 + ) B∗L 𝐿

Caso 1 e=0 𝑞=

P B∗L

𝑞 ≤ 𝑞𝑎𝑑𝑚

Caso 2 e<=L/6 𝑞1,2 =

P 6𝑒 (1 ± ) B∗L 𝐿

𝑞𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝑞𝑎𝑑𝑚

Caso 3 e=L/6

𝑞𝑚𝑎𝑥 =

2∗P B∗L

𝑞𝑚𝑖𝑛 = 0

Caso 4 e>L/6 𝑞𝑚𝑎𝑥 =

4∗P 3 ∗ B(L − 2 ∗ e)

𝑞𝑚𝑖𝑛 = 0 En este último caso la excentricidad se encuentra en el medio si la carga actúa fuera del eje central se provoca esfuerzo de tracción en el rango opuesto de la excentricidad si el esfuerzo máximo debido a la carga P no excede el esfuerzo admisible neto no se espera que se levante ese lado de la fundación y el centro de gravedad de la distribuida tienen esfuerzo cortante debe considerar en el punto de acción de la carga P Comprobación de la estabilidad estructural N = No + B ∗ L ∗ h ∗ γ𝐻 + 𝐵 ∗ 𝐿 ∗ (𝐷 − ℎ) ∗ γ𝑡 𝑀 = Mo + Vo ∗ h 𝑉 = 𝑉𝑜

comprobación al vuelco C𝑠𝑣 =

𝐿 N∗2 M

≥ 1.5

comprobación al deslizamiento terrenos arenosos C𝑠𝑣 =

N ∗ tan ∅ ≥ 1.5 V

terrenos cohesivos C𝑠𝑣 = Siendo:

A ∗ C𝑑 ≥ 1.5 V

∅𝑑 =

2 ∅ 3

𝐶𝑑 = 0.5 ∗ 𝐶

comprobación al hundimiento. - distribución de tensión bajo una Zapata

a) b) c) d)

Zapata rígida suelo cohesivo zapatas rígidas suelo sin cohesión pata flexible suelo cohesivo Zapata flexible suelo sin cohesión

flexible V>2*h Rígida V<=2* h Excentricidad física del Pilar 𝑒=

𝑀 𝑁

𝑒 = 𝑒′ C𝑠𝑣 =

𝐿 (2 + 𝑒′) ∗ 𝑁

M 𝑀 𝑒 = ( − 𝑒 ′) 𝑁

≥ 1.5

TEMA 5 LOSAS DE FUNDACION Generalidades.- Las fundaciones combinadas son las que soportan 2 columnas próximas evitando que las bases de las zapatas se sobrepongan, se utilizan en los siguientes casos: 1.- Cuando hay limitaciones de espacio para construir bases individuales 2.- Para bases excéntricamente cargadas de modo que al combinarla en una sola se compensen las excentricidades y la resultante de las cargas de las columnas coincidan con el baricentro de base en planta.

3.- Cuando el suelo de fundacion o algún estrato del subsuelo exigen que el área de apoyo de las bases individuales sea considerable. 4.- En el caso de superestructuras sensibles a los asentamientos diferenciales 5.- Cuando la excavación resulta más sencilla o más económica para una base de gran magnitud que para bases individuales 6.- Cuando dos o más columnas están muy aproximada o su carga este muy fuerte, en este caso cuando hay muchas columnas se usan zapatas combinadas corridas. 7.- Cuando las zapatas se solapan siendo necesario proyectar una única zapata para las 2 columnas

1.0 > Suelo malo 1 < Suelo aceptable y bueno < 2.5 2.5 < Suelo demasiado bueno Cuando las zapatas aisladas se solapan siempre es necesario proyectar una única zapata para las 2 columnas.    

Zapatas Combinadas rectangulares Zapatas con vigas de arriostre Zapatas combinadas trapezoidales Losa de fundación

Zapatas Combinadas rectangulares. - Las zapatas rectangulares se utilizan generalmente cuando las cargas de las columnas son similares de tal forma que la reacción del suelo es uniforme.

Zapatas combinadas trapezoidales.- Las zapatas combinadas trapezoidales se utilizan cuando la carga de una columna es mayor a la otra, esto permite un mayor apoyo alrededor de la columna con mayor carga, como en este caso tendremos una zapata tipo trapezoidal en la cual el sector de la columna más cargada estará la mayor presión del suelo. Este tipo de zapatas también nos puede ayudar cuando el área para una zapata rectangular se vuelve antieconómico, esto ocurre porque existe un área muy grande bajo la columna que no esta muy cargada.

P1 >> P2

Zapatas combinadas de 2 rectángulos Este tipo de zapatas se utilizan cuando las columnas de la base combinada transmiten cargas muy dispares teniendo la mayor área en la columna más cargada y aprovechado de esa forma la mayor área bajo esa columna, en este tipo de elemento estructural la presión del suelo será en forma de 2 rectángulos siendo el mayor en la columna más cargada.

Fundaciones Combinadas Rectangulares Caso 1

𝐴=

𝛾Σ𝑃 𝜎𝑎𝑑𝑚

H(m) H  1.5 1.5 - - 3 3--5

g 1.15 1.2 1.3

CASO 2

𝐗𝐆 =

𝐁𝐱 𝐛𝐗𝟏 𝐏𝟐 𝐒 = 𝐋𝟏 + + 𝟐 𝟐 𝑷𝟏 + 𝑷𝟐

CASO 3

XG =

Bx bX1 P2 S + 𝑀1 − 𝑀2 = L1 + + 2 2 𝑃1 + 𝑃2

CASO IV

1

SIENDO 𝑒𝑥 ≤ 6 𝐵𝑥

q 𝑈1 =

ΣPu 6𝑒𝑥 (1 + ) Bx 𝐵𝑥

q 𝑈2 =

ΣPu 6𝑒𝑥 (1 − ) Bx 𝐵𝑥