ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
INTRODUCCION .-
La cimentación podría interpretarse como una ampliación de la base de la
columna o muro, que tiene por objeto transmitir las cargas al suelo, a una presión
adecuada compatible con su capacidad admisible , y con un nivel de asentamientos dentro
de rangos tolerables de acuerdo a las Normas establecidas. El diseño de cimentaciones
de estructuras tales cómo edificios, puentes, presas, muros, etc. requieren el
conocimiento de factores como:
a) La carga que será transmitida por la superestructura a la cimentación.
b) Los requisitos de las Normas vigentes.
c) El comportamiento esfuerzo-deformación de los suelos que soportarán el
sistema y ;
d) Las condiciones geológicas del suelo.
Es preciso aclarar que la naturaleza de los terrenos es tan variada en el
espacio y en el tiempo, que es casi imposible establecer reglas simples y concretas, como
las que rigen el comportamiento de otros materiales, mucho más homogéneos y
constantes en sus propiedades físico mecánicas.
La función de la cimentación es transmitir con seguridad las reacciones muy
concentradas de columnas o muros, al suelo; sin asentamientos diferenciales peligrosos
para la estructura y sin la probabilidad de falla del suelo.
Si las cimentaciones no se proporcionan adecuadamente, una parte de la
Edificación puede asentarse más que otra adyacente, y varios componentes del sistema
estructural en estas condiciones, pueden tener esfuerzos demasiado elevados en las
uniones de vigas-columnas a causa de los asentamientos desiguales en los apoyos, lo
que conduciría a deformaciones mayores a las consideradas en el diseño. Los momentos
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, ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
flexionantes y torsionantes adicionales pueden exceder la capacidad resistente de estos
elementos, y dar lugar a agrietamientos excesivos debido a la fluencia del refuerzo y, por
último, producir la falla estructural.
1.10 OBJETIVOS
Los objetivos de un sistema de Cimentación, es proporcionar el área
mínima necesaria para que las cargas concentradas y Momentos que bajan por las
columnas o muros, se transmitan al suelo; sin producir esfuerzos que estén por encima
de su capacidad de soporte; ni asentamientos, sean estos uniformes o diferenciales por
encima de los tolerables.
1.20 IMPORTANCIA
Una Estructura; cualquiera sea su tipo o función para que ofrezca seguridad
y sea estable en el tiempo, necesariamente debe tener una cimentación adecuada.
También es cierto que una vez construida su comportamiento pasa inadvertida por
encontrarse totalmente enterrada; razón por lo cual exige del Ingeniero mucha experiencia
y criterio del que normalmente se exige, para proyectar otros tipos de elementos que se
encuentran a la vista durante su vida útil.
1.30 CONCEPTOS GENERALES
- Cimiento.- Elemento de concreto simple o reforzado que tiene como
función trasmitir las cargas de la superestructura al terreno de sustentación.
- Suelo.- Se denomina así, a todo conjunto de partículas minerales
separables por medios mecánicos- El suelo tiene una resistencia al corte que viene
expresada por el ángulo de rozamiento interno y el valor de la cohesión.
- Terreno de Cimentación.- Es la parte del suelo influenciado por las
cargas que bajan por las columnas o muros.
- Profundidad de Cimentación.- Es la distancia entre la superficie libre del
suelo y el nivel de desplante de la cimentación.
- Ancho del Cimiento.- Es la menor dimensión en planta del mismo.
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- Cargas de Servicio.- Son las Cargas Axiales y Momentos transmitidas
por columnas o muros sin mayorar.
- Cargas Ultimas.- Son las Cargas Axiales y Momentos transmitidas por
columnas o muros mayoradas por los factores de cargas indicadas en la Norma E-060.
- Presión última del suelo.- Es la presión requerida para producir la falla
por corte de los suelos, y se determina utilizando las fórmulas aceptadas por la
Mecánica de Suelos
- Presión admisible del suelo.- Presión última, afectada por el factor de
seguridad que transmitida por la cimentación al suelo, genera asentamientos tolerables y
sin producir daño estructural alguno. El Factor de seguridad mínimo considerado es de
3.0, según la Norma E-050.
- Presión neta del suelo.- Se define cómo la presión de servicio disponible,
por área unitaria de la cimentación que puede soportar el suelo, para tomar todas las
cargas que se transmiten a través de las columnas o muros.
- Superestructura.- Es la parte de la estructura destinado a ser utilizado
por el hombre, sin tener en cuenta el sistema de soporte.
- Infraestructura.- Es la parte de la estructura sobre la que se apoya la
superestructura, y se encarga de trasladar al suelo todas las cargas y acciones que esta
le transmite.
1.40 REQUERIMIENTOS MINIMOS
Generalmente, se sigue el procedimiento siguiente, en el análisis y diseño de
cimentaciones superficiales:
1. Efectuar un Estudio de Mecánica de Suelos; de acuerdo a lo establecido por la
Norma E-050, de manera de conocer su perfil estratigráfico, y las propiedades
físico-mecánica de los suelos.
2. Evaluar e investigar el comportamiento de Edificaciones aledañas.
3. Determinar la capacidad portante del terreno, y evaluar la posibilidad de
mejoramiento de los suelos, si esto fuera necesario.
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INTRODUCCION .-
La cimentación podría interpretarse como una ampliación de la base de la
columna o muro, que tiene por objeto transmitir las cargas al suelo, a una presión
adecuada compatible con su capacidad admisible , y con un nivel de asentamientos dentro
de rangos tolerables de acuerdo a las Normas establecidas. El diseño de cimentaciones
de estructuras tales cómo edificios, puentes, presas, muros, etc. requieren el
conocimiento de factores como:
a) La carga que será transmitida por la superestructura a la cimentación.
b) Los requisitos de las Normas vigentes.
c) El comportamiento esfuerzo-deformación de los suelos que soportarán el
sistema y ;
d) Las condiciones geológicas del suelo.
Es preciso aclarar que la naturaleza de los terrenos es tan variada en el
espacio y en el tiempo, que es casi imposible establecer reglas simples y concretas, como
las que rigen el comportamiento de otros materiales, mucho más homogéneos y
constantes en sus propiedades físico mecánicas.
La función de la cimentación es transmitir con seguridad las reacciones muy
concentradas de columnas o muros, al suelo; sin asentamientos diferenciales peligrosos
para la estructura y sin la probabilidad de falla del suelo.
Si las cimentaciones no se proporcionan adecuadamente, una parte de la
Edificación puede asentarse más que otra adyacente, y varios componentes del sistema
estructural en estas condiciones, pueden tener esfuerzos demasiado elevados en las
uniones de vigas-columnas a causa de los asentamientos desiguales en los apoyos, lo
que conduciría a deformaciones mayores a las consideradas en el diseño. Los momentos
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flexionantes y torsionantes adicionales pueden exceder la capacidad resistente de estos
elementos, y dar lugar a agrietamientos excesivos debido a la fluencia del refuerzo y, por
último, producir la falla estructural.
1.10 OBJETIVOS
Los objetivos de un sistema de Cimentación, es proporcionar el área
mínima necesaria para que las cargas concentradas y Momentos que bajan por las
columnas o muros, se transmitan al suelo; sin producir esfuerzos que estén por encima
de su capacidad de soporte; ni asentamientos, sean estos uniformes o diferenciales por
encima de los tolerables.
1.20 IMPORTANCIA
Una Estructura; cualquiera sea su tipo o función para que ofrezca seguridad
y sea estable en el tiempo, necesariamente debe tener una cimentación adecuada.
También es cierto que una vez construida su comportamiento pasa inadvertida por
encontrarse totalmente enterrada; razón por lo cual exige del Ingeniero mucha experiencia
y criterio del que normalmente se exige, para proyectar otros tipos de elementos que se
encuentran a la vista durante su vida útil.
1.30 CONCEPTOS GENERALES
- Cimiento.- Elemento de concreto simple o reforzado que tiene como
función trasmitir las cargas de la superestructura al terreno de sustentación.
- Suelo.- Se denomina así, a todo conjunto de partículas minerales
separables por medios mecánicos- El suelo tiene una resistencia al corte que viene
expresada por el ángulo de rozamiento interno y el valor de la cohesión.
- Terreno de Cimentación.- Es la parte del suelo influenciado por las
cargas que bajan por las columnas o muros.
- Profundidad de Cimentación.- Es la distancia entre la superficie libre del
suelo y el nivel de desplante de la cimentación.
- Ancho del Cimiento.- Es la menor dimensión en planta del mismo.
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- Cargas de Servicio.- Son las Cargas Axiales y Momentos transmitidas
por columnas o muros sin mayorar.
- Cargas Ultimas.- Son las Cargas Axiales y Momentos transmitidas por
columnas o muros mayoradas por los factores de cargas indicadas en la Norma E-060.
- Presión última del suelo.- Es la presión requerida para producir la falla
por corte de los suelos, y se determina utilizando las fórmulas aceptadas por la
Mecánica de Suelos
- Presión admisible del suelo.- Presión última, afectada por el factor de
seguridad que transmitida por la cimentación al suelo, genera asentamientos tolerables y
sin producir daño estructural alguno. El Factor de seguridad mínimo considerado es de
3.0, según la Norma E-050.
- Presión neta del suelo.- Se define cómo la presión de servicio disponible,
por área unitaria de la cimentación que puede soportar el suelo, para tomar todas las
cargas que se transmiten a través de las columnas o muros.
- Superestructura.- Es la parte de la estructura destinado a ser utilizado
por el hombre, sin tener en cuenta el sistema de soporte.
- Infraestructura.- Es la parte de la estructura sobre la que se apoya la
superestructura, y se encarga de trasladar al suelo todas las cargas y acciones que esta
le transmite.
1.40 REQUERIMIENTOS MINIMOS
Generalmente, se sigue el procedimiento siguiente, en el análisis y diseño de
cimentaciones superficiales:
1. Efectuar un Estudio de Mecánica de Suelos; de acuerdo a lo establecido por la
Norma E-050, de manera de conocer su perfil estratigráfico, y las propiedades
físico-mecánica de los suelos.
2. Evaluar e investigar el comportamiento de Edificaciones aledañas.
3. Determinar la capacidad portante del terreno, y evaluar la posibilidad de
mejoramiento de los suelos, si esto fuera necesario.
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