Losas de cimentacion final ok (1)

La losa de cimentación pude considerarse como una gran zapata que soporta y transmite al terreno los esfuerzos de columnas y muros dispuestos en dos o mas líneas de pórticos.

1. CIMENTACIONES LOSAS DE CIMENTACION

2. Losas de cimentación La losa de cimentación pude considerarse como una gran zapata que soporta y transmite al terreno los esfuerzos de columnas y muros dispuestos en dos o mas líneas de pórticos. Se usan cuando: La superficie necesaria par la cimentación es igual o superior al 70% de la superficie útil disponible para cimentar. Este caso se presenta en edificios de 12 a mas pisos o en suelos con baja capacidad portante, menor de 1 Kg/cm2. Cuando la resistencia del terreno es excesivamente pequeña, se trata de un terreno muy errático, o bien se han detectado bolsones de suelo de baja resistencia. Reparten mejor las cargas, evitar asentamientos diferenciales y, en su caso, hundimientos. Cuando existen sub-presiones, ya que realiza la función las funciones de transferir las cargas al suelo y a su vez proporciona estanqueidad, permitiendo construir sótanos bajo el nivel freático. Por razones económicas: si la superficie de las zapatas es aproximadamente el 60% o mas de la superficie cubierta del edificio, el cimentar con la losa puede costar menos y ser mas rápido y fácil construcción

3. Losas de cimentación Tipos

4. Losas de cimentación Diseño estructural El diseño de las losas de cimentación se pueden efectuar por dos métodos convencionales : método rígido convencional y el método flexible aproximado. También se pueden emplear los método de elementos finitos y de diferencias finitas METODO RIGIDO CONVENCIONAL : En este método de diseño, la losa se supone infinitamente rígida, y la presión del suelo coincide con la línea de acción de las cargas resultantes de las columnas. Como se observa en la siguiente figura: Figura 10 Principios de diseño del método rígido convencional. (Fuente Braja M., 1999)

5. Losas de cimentación Diseño estructural METODO RIGIDO CONVENCIONAL : El método rígido convencional trabaja con más exactitud cuando la losa de cimentación es rígida, permitiendo así que este elemento trabaje como un todo en cuanto a las deformaciones del mismo. Este método da resultados que se acercan a la realidad cuando no hay mucha variación en los valores de carga aplicados , con lo cual, el centro de gravedad geométrico de la losa de cimentación casi coincide con el centro de gravedad de la resultante de la carga . ( Braja M Das “ Cimentaciones ” pag. 310). METODO FLEXIBLE APROXIMADO: Este método de diseño, representa al suelo mediante un número infinito de resortes elásticos, por lo que es conocido como cimentación de Winkler . elástica de esos r esortes supuestos se denomina el coeficiente k de reacción del suelo .

6. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional * En la figura se muestra una losa de Lx B y las cargas de las columnas P1, P2, ……etc. * Se tomara como referencia la planta que se muestra en la figura B1 B2 B3

7. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Calcular la máxima presión que se transmite al suelo (esquinas)

8. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Dibujar diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores : Dividir la losa en varias franjas en las direcciones x e y (B1, B2, B3, ……. etc ). Los cálculos se ilustraran tomando como referencia la franja de losa GBIHEJ. El procedimiento se puede reducir a lo siguiente La presión del suelo calculada al eje de franja se puede considerar como constante a todo lo ancho de la franja B1 B2 B3

9. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Dibujar diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores : La presión promedio Estos valores deben emplearse para analizar la franja B1 B2 B3

10. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Dibujar diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores : La resultante de la presión que ejerce el suelo sobre esta franja es: B1 B2 B3 Para logara el equilibrio de fuerzas se debe ajustar la reacción del duelo y las cargas aplicadas, esto es: La presión modificada resulta

11. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Dibujar diagramas de fuerzas cortantes y momentos flectores : Se deben reajustar las cargas de las columnas: B1 B2 B3 Dibujar los diagramas de cortante y momentos empleando el análisis regular

12. Losas de cimentación Diseño estructural: Método rígido convencional Procedimiento: Calcular espesor de losa (flexión) Verificar el espesor de la zapata por cortante (acción de viga y punzonamiento Calcular refuerzo Detallar losa

13. Ejemplo ( método rígido convencional) En la figura se muestra una losa de cimentación de un edificio destinado a oficinas. Todas las columnas son cuadradas de 40cm x 40 cm. La capacidad admisible del suelo de fundación es de 1.25 kg/cm2. La resistencia del concreto y del aceros son fc =210 kg/cm2, fy =4200 kg/cm2. Se indican las cargas muestras y vivas que soportan las columnas. Se pide diseñar la losa de cimentación empleando el método rígido convencional.

14. Ejemplo ( método rígido convencional)

15. Ejemplo ( método rígido convencional) 1 Verificando presiones:

16. Ejemplo ( método rígido convencional) 1. Verificando presiones: Punto de aplicación de la resultante: La resultante de las cargas aplicadas es R=1533 ton. Haciendo momento con respecto aun eje que pase por la esquina izquierda inferior se obtiene: Calculo de la excentricidad

17. Ejemplo ( método rígido convencional) 1 Verificando presiones:

18. Ejemplo ( método rígido convencional) 1 Verificando presiones: La presión máxima es de 8.51 ton/m2que es menor que la presión admisible

19. Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos: Franja ADHG ( B1=3.20m) La presión promedio en la franja se puede determinar tomando el promedio de las presiones de los puntos A Y D La resultante de la presión que ejerce el suelo sobre la cimentación: La resultante de las cargas aplicadas a la franja es:

20. Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos: Franja ADHG ( B1=3.20m) Ahora, usando los valores de la reacción promedio y P ADHG La presión modificada (para la franja)

21. Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos: Franja ADHG (B1=3.20m) Las cargas en las columnas se modifican de la misma manera esto es, multiplicando la carga de cada columna por la razón Ahora, usando los valores de la reacción promedio y Pprom /P ADHG

22. Franja GHJI (B2=6.00m) COLUMNA P (ton) Pmod =P (ton) P5 115 110.43 P6 288 276.57 P7 288 276.57 P8 115 110.43 Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos:

23. Franja ACKL (B4=2.70m) COLUMNA P (ton) Pmod=P (ton) P1 44 50.86 P5 115 132.94 P9 50 57.8 Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos:

24. COLUMNA P (ton) Pmod=P (ton) P2 136 128.79 P6 288 272.74 P10 136 128.79 Franja KLPR (B5=5.00m) Ejemplo ( método rígido convencional) 2 Calculo de los cortantes y momentos:

25. Ejemplo ( método rígido convencional) Calculo del espesor de la zapata

26. Ejemplo ( método rígido convencional) Calculo del espesor de la zapata (Chequean do espesor de zapata por cortante acción de viga (franja KLPR)

27. P=288ton Pu=1.55x288=446.40ton Ejemplo ( método rígido convencional) Calculo del espesor de la zapata (Chequean do espesor de zapata por cortante acción de losa, columna P6

28. Ejemplo ( método rígido convencional) Calculo del espesor de la zapata (Chequean do espesor de zapata por cortante acción de losa, columna P6

29. Calculo del espesor de la zapata (Chequean do espesor de zapata por cortante acción de losa, columna P6 Ejemplo ( método rígido convencional)

30. Calculo del Refuerzo Longitudinal Ejemplo ( método rígido convencional)

31. FRANJA GHJI ACKL KLPR Refuerzo Abajo Arriba Abajo Arriba Abajo Arriba M(ton-m) 127.37 99.23 69.25 56.92 49.49 168.1 B(m) 6 6 2.7 2.7 5 5 M(ton-m/m) 21.23 16.54 25.65 21.08 9.89 33.62 Mu(ton-m/m) 32.91 25.64 39.76 32.67 15.32 52.11 b(cm) 100 100 100 100 100 100 d(m) 75 75 75 75 75 75 cuantia 0.0016   0.0019     0.0025 Cuantia min 0.0018 0.0018 0.0018 0.0018   0.0018   0.0018 As             Barras                           Calculo del Refuerzo Longitudinal Ejemplo ( método rígido convencional)